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Investigador de Unicosta crea algoritmo para localización de fugas en redes de distribución de agua

Permite, mediante métodos matemáticos, detectar fugas cuando no hay coincidencia entre los valores medidos y los generados a través del modelo construido. El trabajo quedó consignado en un artículo publicado en la revista IFAC-Papers On Line.

deteccion-temprana-de-gasesBarranquilla, 6 de mayo de 2019.- ¿Le ha pasado que en ocasiones el olor a gas en el ambiente lo perturba, o ve que una tubería del agua está filtrando el líquido a chorros en la calle? ¿Le teme a que haya una explosión por la fuga de algún hidrocarburo cerca de usted? Desafortunadamente, las fugas en las tuberías no se pueden evitar completamente, pues los sistemas de detección remota actuales solo detectan el 20% de las fugas —el 80% restante es detectado por personas in situ—.

Sin embargo, el investigador Javier Jiménez, ingeniero electrónico y PhD en Ingeniería Mecánica, trabajó en el desarrollo de algoritmos para la detección temprana de fugas en redes de distribución de agua. Este trabajo quedó consignado en el artículo ‘Localización de fugas en redes de distribución de aguas utilizando medidas de flujo ‘, publicado en la revista IFAC-Papers On Line, que permite, mediante métodos matemáticos, detectar fugas cuando no hay coincidencia entre los valores medidos y los generados a través del modelo construido.

De acuerdo con Jiménez, profesor de tiempo completo de la Universidad de la Costa, hay muchos métodos para detectar fugas, y algunos de estos están basados en leyes físicas aplicadas a este tipo de sistemas para predecir el comportamiento de ciertas variables. “A través de un modelo matemático, es posible predecir el comportamiento de variables como la presión y el flujo en una tubería en condiciones normales de operación. Lo que hacemos es tomar los datos de la tubería real, alimentar los modelos y hacer la predicción, y si se presentan algunas diferencias entre lo que arroja el modelo y los datos obtenidos, nos permite identificar si hay una fuga y en cuál tramo de la tubería está”, explica el investigador.

Así mismo, agrega que hay principios físicos que describen comportamientos de variables como la presión, temperatura y flujo en una tubería. “En este caso, lo que se hizo fue diseñar una metodología que permitiera hacer la detección temprana de fugas en redes de distribución de aguas, partiendo de un modelo matemático. Hay dos ecuaciones principales: de cantidad de movimiento y de continuidad, que describen la dinámica del comportamiento del fluido dentro de la tubería”.

En esta investigación se analizó una red de tubería por medio de una discretización, es decir, dividiendo cada tramo en segmentos en un experimento de simulación. Con el modelo de cada segmento es posible detectar en qué fragmento está la fuga. “Este modelo compara el dato real y dependiendo de las diferencias se identifica dónde se está presentando el escape. Lo importante es que con los cálculos se puede identificar en qué posición está la fuga, con un mínimo margen de error”.

Fueron cuatro meses de trabajo de campo en laboratorio realizando los experimentos, en los que el investigador contó con la tutoría de los doctores Marcos San Juan y Lizeth Torres. Su objetivo es seguir avanzando en las técnicas de detección temprana de fugas y continuar investigando para disminuir el porcentaje que se debe presentar para que las fugas puedan ser identificadas por los sistemas de medición. “A futuro la idea es probar los algoritmos desarrollados a nivel industrial”, indicó Jiménez.

Por Lorayne Solano Naizzir

Departamento de Investigación y Desarrollo, Universidad de la Costa

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