Aplican nuevas fórmulas contra la escasez de agua

Un grupo de ingenieros de la Facultad de Estudios Superiores Aragón (FES Aragón), de la UNAM, utilizan herramientas computacionales y matemáticas para solucionar la falta de agua en zonas urbanas.

La distribución de agua potable se hace a través de sistemas de abastecimiento urbano que provienen de presas, pozos o ríos. Antes de llegar a su destino final se llevan a plantas de potabilización para que el agua se adapte a las necesidades humanas.

Esto se realiza según la Norma Oficial Mexicana NOM 127-SSA1- 1994, que establece los parámetros obligatorios del agua para su consumo humano, explicó en entrevista para la Agencia Informativa del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), el ingeniero Martín Rubén Jiménez Magaña.

El especialista indicó que esta investigación busca solucionar el abastecimiento correcto de sistemas de agua potable con el uso de la llamada computación bioinspirada, para dirigirse después a las zonas donde será consumida.

“El consumo que se realiza en una ciudad no es constante, porque en la madrugada, el consumo de agua es muy poco, pero por las mañanas y hasta las dos de la tarde podríamos tener un consumo máximo, para eso sirve el tanque, para tomar de ahí el agua cuando se requiere”, explicó el ingeniero.

Problemas y solución

Mencionó que según la Comisión Nacional del Agua (Conagua), en el Valle México hay 40 puntos porcentuales de fugas; además, el 30 por ciento del agua se extrae a profundidades cada vez mayores.

“Existen dos tipos de fugas: visibles e invisibles, siendo las visibles más fáciles de identificar, ya que afloran a la superficie y las invisibles ocurren bajo la ciudad sin que nos demos cuenta”, comentó.

El ingeniero señaló que otro problema del agua es que en ciertos puntos lejanos donde se inyectó el cloro, éste disminuye hasta que el agua ya no cumple con las características sanitarias necesarias, por lo que se requiere de más cloro.

En cuanto al diseño de las redes de tuberías, de acuerdo con cálculos teóricos y simulaciones se deberían usar ciertos diámetros para obtener cantidades y presiones adecuadas, pero estos diámetros no existen en la actualidad, dijo.

“Es aquí donde nace la idea de crear un diseño óptimo asistido por medio del cómputo bioinspirado”, expuso.

Formas de la naturaleza

Detalló que la bioinspiración es tratar con la creatividad surgida de las ideas y formas de la naturaleza, de la evolución y la vida, del algoritmo genético propuesto por John Holland en la década de 1970 en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés).

Esto para resolver problemas matemáticos y de ingeniería basados en la evolución biológica, con la idea de la sobrevivencia del más apto, todo con aplicaciones de operadores de cruza, mutación y selección, lo que al final se llama cómputo bioinspirado.

La relación que la bioinspiración aplica en estos problemas de abastecimiento de agua son, por ejemplo, el comportamiento de las colonias de hormigas, “ellas toman el camino más corto para transportar comida, lo que a medida de tiempo deja un rastro de feromonas haciendo que otras hormigas encuentren dicho camino.

En el cómputo este rastro de feromona se traduce a números y las hormigas actuarían de igual forma que el agua dentro de las tuberías”, asevera.

El cómputo bioinspirado traduce las ideas biológicas de series genéticas o cromosomas y transforma la información a números con el fin de obtener soluciones a problemáticas como la distribución de agua.

Aplicación

Esta técnica se aplicó con buenos resultados en el pueblo de Cocotitlán, Estado de México, que tenía problemas de abastecimiento por su gran crecimiento poblacional el cual se traducía en una baja presión para obtener el líquido.

“Aplicamos estos logaritmos matemáticos y obtuvimos resultados sobre los diámetros que se debían cambiar y la configuración con que se mejoraría el funcionamiento hidráulico”, dijo Jiménez Magaña.

“La solución fue un problema de rehabilitación, es decir, mejorar la estructura hidráulica de forma que se satisficieron las variables de presión, gasto y calidad de agua”, agregó.

Es así que mediante la combinación de elementos naturales y técnicas matemáticas y de computación se puede llegar a solucionar problemáticas de áreas que tal vez no se piensa se pueden relacionar, “debemos usar estas herramientas para mejorar el empleo del agua y hacerlo de manera eficiente”, concluye el maestro Jiménez Magaña.

FF