Para más de mil millones de personas en todo el mundo, el agua corriente proviene de "sistemas intermitentes" que se encienden y apagan en distintos momentos de la semana. Un nuevo documento del profesor de ingeniería de la Universidad de Toronto, David Taylor, propone un modelo simple pero poderosopara explicar por qué y cómo se crean estos sistemas, y cómo encajan en el desafío global de cumplir con los objetivos internacionales para el desarrollo humano y el agua potable.
La idea de un sistema de agua intermitente puede parecer extraña a los ingenieros de los países desarrollados. Llenar y vaciar constantemente las tuberías pone mucho estrés en el sistema debido a las fluctuaciones de presión. También abre la puerta a la contaminación: el agua de lluvia o las aguas residuales pueden tener fugasen tuberías vacías más fácilmente que las llenas.
Pero Taylor cree que puede haber beneficios para los sistemas intermitentes y también inconvenientes. "Un ejemplo obvio es que una tubería no puede tener fugas si no hay agua en ella", dice. "Si no tiene presupuesto para reparaciones,cerrar los grifos por la noche cuando nadie los está usando es una forma muy efectiva de dejar de perder agua por fugas, al menos a corto plazo ".
La tesis doctoral de Taylor involucraba trabajar con compañías de agua en Delhi, India y tratar de comprender cómo la operación intermitente afectaba su capacidad de satisfacer la demanda de los clientes. Una forma de hacerlo es construir un modelo hidráulico, una representación virtual de cada tubería, válvulay cliente dentro de una computadora. Pero Taylor descubrió rápidamente que modelos tan detallados no eran especialmente útiles.
"Estos sistemas son caóticos", dice Taylor. "A menudo faltan tuberías o válvulas en las listas oficiales. Por lo general, no sabemos tanto como creemos que sabemos, y en esa situación, los modelos sofisticados pueden"no nos digas mucho "
Pero en lugar de darse por vencido, Taylor se hizo una pregunta: ¿qué aspecto tendría el modelo si admito que no sé casi nada sobre la red?
"No necesita una comprensión detallada de la química de los alimentos para saber que si desea el doble de galletas, es mejor que agregue el doble de todo, no solo la harina", dice Taylor. "Resulta que si ustedmodele un sistema de suministro de agua de esta manera simple y de primer orden, hay mucho que puede aprender "
El modelo de ecuación única de Taylor puede, entre otras cosas, describir las diferencias clave entre cómo se comporta un sistema cuando los clientes están satisfechos y cuándo no. Cuando los clientes no están satisfechos, duplicar el tiempo de suministro, por ejemplo, pasar de una a dos horaspor día: requiere el doble de la cantidad de agua, porque las personas toman todo lo que pueden obtener.
Pero cuando los clientes obtienen suficiente agua, la demanda se nivela. En esta situación, cada hora adicional cuesta mucho menos porque los efectos más débiles, como las fugas, son ahora el factor dominante.
Esta distinción ayuda a resolver un debate de larga data sobre si los sistemas intermitentes desperdician agua o ahorran agua. En el caso insatisfecho, probablemente ahorren agua, pero lo hacen al dejar sedientos a los clientes. En el caso satisfecho, la molestia de apagary en las tuberías probablemente no valga la pena ganar en términos de ahorro de agua.
En un artículo publicado recientemente en Investigación de recursos hídricos Taylor presenta su modelo y describe cómo podría usarse para analizar los sistemas existentes y establecer objetivos para los nuevos. Calibró el modelo comparando sus resultados con los de uno mucho más complejo, y descubrió que el acuerdo entredos modelos fueron lo suficientemente altos como para poder proporcionar información útil, como si una actualización dada es rentable.
"El modelo le permite ver de inmediato cuál será el efecto de alterar un parámetro, ya sea una fuga o una demanda o lo que sea", dice Taylor. "Eso le permite hacer estos cálculos retrospectivos ydeterminar si lo que está proponiendo es factible "
Otro aspecto clave del modelo es que no tiene dimensiones. Por ejemplo, la cantidad de tiempo que el sistema suministra agua no se mide en minutos u horas, sino el porcentaje de tiempo que el sistema está encendido. Esto hace que sea más fácilcomparar sistemas entre sí. Taylor también espera que ayude en los esfuerzos globales para cumplir con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y su Derecho Humano al Agua.
"Estos documentos dicen que el agua debe estar 'disponible cuando sea necesario', pero eso podría significar cosas diferentes en diferentes lugares", dice. "Tal vez sea las 24 horas del día, tal vez sean las 12, tal vez sea menos. Lo que esperoeste modelo puede presentar un marco teórico sobre cómo decidimos qué sistemas cuentan como suministros de agua gestionados de forma segura y cuáles no ".
"Sin una forma de decidir qué sistemas intermitentes cuentan como 'seguros', no tenemos la posibilidad de alcanzar nuestros objetivos globales para 2030 de acceso a agua limpia y asequible", agrega. "El modelo puede ayudarnos a guiarnos comocomenzamos a hacer las principales inversiones en infraestructura necesarias para alcanzar estos objetivos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de la Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :