UAleaks: Un software para la simulación de fugas en redes de agua a presión

Abstract

La adquisición de competencias y habilidades de los alumnos en las enseñanzas técnicas exige la simulación de los fenómenos físicos empleando modelos que representen adecuadamente la realidad. Los modelos de simulación han sufrido un desarrollo y evolución enorme en estos últimos años (auspiciada por el Espacio Europeo de Educación Superior, EEES) que fomenta tanto la calidad y excelencia en la docencia como valores de la educación superior europea como la competitividad del sistema universitario europeo en el ámbito internacional (Crosier et al. 2015). La experiencia en el aula muestra que el uso de una herramienta de simulación (en este caso de cálculos hidráulicos a presión en periodo extendido) como el software empleado EPAnet (Rossman 2000) permite a los estudiantes avanzar en el proceso de aprendizaje y comprender mejor los fenómenos hidráulicos existentes. Por otra parte, que se produzcan roturas (y, por consiguiente, fugas de agua cuando el fluido atraviesa los orificios originados en las tuberías) en las redes de distribución de agua a presión es un fenómeno desgraciadamente habitual, y parece evidente que el estudiante/ingeniero debe considerar dichos fenómenos. Por tanto, los alumnos de la asignatura optativa Mantenimiento y Explotación de Obras Hidráulicas (MEOH) del segundo curso del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (MICCP) de la Universidad de Alicante (UA) deben afrontar este problema de tipo teórico-práctico representando una tasa de fugas específica sobre una red de distribución sintética. Es decir, la tasa de fugas representa el cociente entre el volumen consumido en los nudos de consumo (domicilios, industrias) y el volumen inyectado en la red. En este contexto, se ha desarrollado un software educativo (UAleaks) en código abierto bajo licencia GPL en un lenguaje de programación como ® Matlab que devuelve como resultados la nueva red con las fugas incorporadas y un informe en el que se muestran los balances hídricos (básicamente dónde se consume el volumen de agua inyectado en la red) y energéticos (que representan las aportaciones y detracciones de consumo energético) en la nueva red resultante. Durante el desarrollo de las prácticas de ordenador, el alumno adquiere competencias específicas, básicas y transversales con la resolución manual del caso planteado y se exige la validación de sus resultados con el software. Se pretende que el alumno entienda el proceso iterativo que se debe realizar y que comprenda que, aun siendo un proceso relativamente sencillo, su aplicación real en redes a presión de modo manual es absolutamente inviable por el tiempo requerido para el mismo. Dada sus particularidades, UAleaks también puede ser utilizado por ingenieros civiles, gestores de infraestructuras hidráulicas y cualquier tipo de profesional de la industria del agua. En aras de promover la descarga, el uso y la distribución del código, se ha publicado en el repositorio público de la universidad de Alicante el código disponible para la descarga (http://rua.ua.es/dspace/handle/10045/76827), se ha habilitado una página web (https://personal.ua.es/es/mpardo/descargas/ualeaks/ualeaks.html) en la que los estudiantes tengan información adicional y los requisitos del software, y se ha publicado un video que describe cómo ejecutar el software en YouTube (https://youtu.be/GmoVR61HbV0) tanto en inglés como en español.