¿Qué es Giswater?

Un conector que cose GIS con Bases de datos y modelos matemáticos de agua, con la voluntad de construir un potente ecosistema de tecnologías libres para la gestión de agua. Con ello Giswater integra en un solo ecosistema los conceptos de ‘Water management’, ‘GIS’, ‘Water models’, ‘Database’ y ‘Cloud computing’, ofreciendo una excelente plataforma tecnológica de gestión.

 

QUE ES GISWATER?

En realidad Giswater es un conector que cose GIS con Bases de datos y modelos matemáticos de agua, con la voluntad de construir un potente ecosistema de tecnologías libres para la gestión de agua. Con ello Giswater integra en un solo ecosistema los conceptos de ‘Water management’, ‘GIS’, ‘Water models’, ‘Database’ y ‘Cloud computing’, ofreciendo una excelente plataforma tecnológica de gestión.

Una visualización del ecosistema de Giswater, la tenemos en la siguiente imagen, donde se pueden visualizar como pivotando alrededor de una base de datos, conviven diferentes tipos de tecnologías con potencial para la gestión.

iEsquema de integración de tecnologías

 

APROXIMACIÓN TÉCNOLOGICA

Water models
EPANET es un programa para computador para el análisis de sistemas de distribución de agua potable. El programa es de dominio público y es desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.

El programa es capaz de trabajar con períodos de simulación hidráulica así como evaluar el comportamiento de la calidad de las aguas dentro de una red presurizada, además de estar diseñada para ser “una herramienta de investigación que mejore nuestro conocimiento del movimiento y destino del agua potable y sus constituyentes en una red de aguas”. Si bien fue diseñado para agua potable también puede ser utilizado para el análisis de cualquier fluido no compresible con flujo a presión. La primera versión de EPANET fue lanzada en 1993.

Realiza simulaciones en periodo extendido del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de distribución a presión. EPANET determina el caudal que circula por cada una de las conducciones, la presión en cada uno de los nudos, el nivel de agua en cada tanque y la concentración de diferentes componentes químicos a través de la red durante un determinado periodo de simulación analizado en diferentes intervalos de tiempo.

Además del conocimiento de la concentración de diferentes componentes químicos, es posible determinar el tiempo de permanencia del agua en las tuberías, así como estudios de la procedencia del agua en cada punto de la red. Asimismo EPANET puede servir de ayuda para la evaluación de diferentes estrategias alternativas de gestión de los sistemas de distribución encaminadas todas ellas a la mejora de la calidad del agua dentro del sistema. Esto incluye:

  • Utilización alternativa de las fuentes de suministro en sistemas que disponen de múltiples fuentes de abastecimiento,
  • Variación de los esquemas de bombeo y de llenado y vaciado de los depósitos.
  • Uso de técnicas de tratamiento satélite, tales como la recloración en determinados depósitos de almacenamiento.
  • Determinación de conducciones que deben ser limpiadas o sustituidas.

Por otro lado, el Modelo de Gestión de Aguas Pluviales – SWMM, de la EPA es un modelo dinámico que simula la lluvia-escorrentía cantidad y calidad de la escorrentía, sobre todo en las zonas urbanas que puede ser utilizado para simular un solo evento de lluvia o bien durante una simulación de largo plazo. Se desarrolló por primera vez en 1971, habiendo sufrido desde entonces varias actualizaciones. Es ampliamente utilizado en diversas partes del mundo para la planificación, el análisis y diseño de sistemas de drenaje de aguas pluviales urbanas, diseño de sistemas de recolección de aguas residuales, con muchas aplicaciones también en áreas no urbanas.

La edición actual, que es la quinta versión del programa es un código completamente reescrito desde ediciones anteriores. Corriendo bajo plataforma Windows, EPA SWMM 5.0 proporciona un entorno integrado que permite la entrada de datos para el área de estudio, simulando el comportamiento hidrológico, el comportamiento hidráulico y de calidad del agua así como visualizar los resultados de la modelización en una amplia variedad de formatos.

EPA SWMM considera diferentes procesos hidrológicos que producen escorrentía procedente de las zonas urbanas. Entre estos están los que se enumeran en el siguiente listado:

  • Precipitación tiempo variable
  • Zonas de evaporación del agua.
  • La acumulación y derretimiento de la nieve.
  • Intercepción de las lluvias por el almacenamiento en depresiones.
  • Infiltración de la lluvia hacia las capas del suelo no saturadas.
  • Fugas de agua infiltrada en las capas de los acuíferos.
  • Intercambio de flujo entre el acuífero y el sistema de drenaje.
  • Modelado de flujo superficial a través de almacenamientos no lineales.
  • Captura y retención de las precipitaciones y la escorrentía de varios dispositivos de bajo impacto.

La variabilidad espacial en todos estos procesos se obtiene dividiendo el área de estudio particular en las zonas de captación de agua, más pequeñas y homogéneas llamadas subcuencas, cada una con su propia fracción de permeable e impermeable.

Por otra parte, SWMM dispone de un conjunto versátil de herramientas de modelado hidráulicas que se utilizan para dirigir el flujo resultante de la escorrentía y el flujo de entrada externa, a través de una red de conductos, canales, dispositivos de almacenamiento y gestión de agua y otras estructuras.

 

Para finalizar, vamos a dar unos apuntes sobre el tercer modelo: HEC-RAS. Se trata de un programa de ordenador que los modelos de los hidráulicos de flujo de agua a través de los ríos naturales y otros canales desarrollados por el Departamento de Defensa de EE.UU., concretamente por el Hidraulic Engineering Corps. (HEC). El programa es unidimensional, lo que significa que no hay modelado directo del efecto hidráulico de cambios en la forma de sección transversal, curvas, y otros aspectos de dos y tres dimensiones de flujo.

El programa ofrece siempre una solución por defecto, es decir, HEC-RAS nunca omite resultados. Debido a esto, es necesario ser crítico de los resultados numéricos.

A la vista de lo expuesto con los tres modelos matemáticos, así como su trayectoria, uso masivo en todo el mundo y fiabilidad contrastada en el cálculo son un buen referente de software de hidráulica a los que realmente les faltaba todo lo que Giswater le aporta.

Este es un extracto de la ponencia Qué es Giswater de Vicente de Medina Iglesias (UPC) y Xavier Torret Requena (Tècnicsassociats)

 

 

 

 

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