Desarrollo de una herramienta para la reconciliación de datos en redes de distribución de agua

Abstract

Las redes de distribución de agua (RDA) son un conjunto de bombas de agua, nodos libres, reservas, tanques, tuberías, válvulas y elementos de control conectados entre sí que dirigen el agua potable hasta el consumidor final. En este tipo de redes una mala instrumentación puede ser fatal para el control y estimación de dinámicas de la misma, por ello, es preciso contar con algoritmos de reconciliación basados en históricos que permitan una calibración de sensores y la estimación de caudales y presiones de pérdidas. En el presente Trabajo Fin de Máster (TFM) se ha realizado un estudio de sobre las RDAs, su reconciliación aplicando el filtro de Kalman y la implementación de una interfaz hombre-máquina (HMI) denominada RDApp destinada a la reconciliación de RDAs genéricas. En lo que respecta a la reconciliación se proponen cinco casos: reconciliación completa de la RDA, calibración de caudalímetros, calibración de caudalímetros con medidas completas de caudal, detección de pérdidas y detección de pérdidas con medidas completas de caudal. Por otra parte, RDApp es una herramienta con amplia manipulabilidad a nivel usuario la cual ha sido desarrollada con la aplicación App Designer de Matlab® e integra simulación de RDAs genéricas apoyada en el motor de EPANET, reconciliación con los cinco casos propuestos y visualización de resultados. Finalmente, se ha realizado un ensayo práctico con RDApp en el que se pudieron ver los puntos fuertes de la interfaz y los aspectos a tener en cuenta por el usuario que la use.

The water distribution networks (WDN) are a set of water pumps, free nodes, reserves, tanks, pipes, valves and control elements connected to each other that direct drinking water to the final consumer. This kind of network are susceptible to a bad instrumentation whicih can trigger a fatal error in the control and estimation of its dynamics, therefore, it is necessary to have reconciliation algorithms based on historical data that allow a sensor calibration and a estimation of flows and pressure losses. In this Final Master’s Project (FMP) a study on the WDNs, their reconciliation applying the Kalman filter and the implementation of a human-machine interface (HMI) called RDApp for the reconciliation of generic WDNs, has been carried out. On one hand, five reconciliation cases have been proposed: full WDN reconciliation, calibration of flowmeters, calibration of flowmeters with complete flow measurements, loss detection and loss detection with complete flow measurements. On the other hand, RDApp is a tool with a wide user-level manipulability which has been developed with the application App Designer of Matlab® and integrates simulation of generic WDNs supported by EPANET engine, reconciliation with the five proposed cases and visualization of results. Finally, a practical test has been carried out with RDApp in order to know their strengths and the aspects to be taken into account by the user who uses it.