Investigadores de Stanford desarrollan una mejor forma de detectar las fugas de agua subterráneas

Se estima que entre el 20 y el 50 por ciento del agua se pierde por fugas en el sistema de suministro de Norteamérica, un problema importante mientras las empresas de servicios públicos se enfrentan a cómo mantener a una población creciente en una época de escasez de agua.

«La gente habla de reducir el tiempo de las duchas, pero si se piensa en que el 50 por ciento del agua que fluye por el sistema se pierde, es otra magnitud», dijo el autor del estudio, Daniel Tartakovsky, profesor de ingeniería de recursos energéticos en la Escuela de Tierra, Energía & Ciencias Ambientales de Stanford.

En una medida que podría ahorrar potencialmente dinero y miles de millones de galones de agua, Tartakovsky, junto con Abdulrahman Alawadhi, de la Universidad de California en San Diego, han propuesto una nueva forma de interpretar con rapidez y precisión los datos de los sensores de presión que se utilizan habitualmente para detectar fugas.

Además de en las empresas de suministro de agua, Tartakovsky dijo que el método también podría aplicarse a otras industrias que utilizan sensores de presión para la detección de fugas, como en las redes de transmisión de petróleo y gas natural que se encuentran bajo el mar y suponen un peligro ambiental adicional.

La investigación se publicó en línea el 12 de febrero en la revista Water Resources Research.

Martillo de agua

El nuevo método se dirige a las fugas de agua en las tuberías de transmisión, que normalmente se dirigen fuera de la vista bajo tierra. Las redes de transmisión de agua en Norteamérica y gran parte de Europa están equipadas con sensores que miden la presión para medir el flujo.

Los investigadores se basaron en una técnica conocida como la prueba del golpe de ariete, el estándar de la industria para predecir la ubicación de las fugas. La prueba consiste en cortar repentinamente el flujo a través de una tubería y utilizar sensores para recopilar datos sobre cómo se propaga la onda de choque resultante, o «golpe de ariete». Tartakovsky y Alawadhi proponen una nueva forma de asimilar estos datos en un modelo matemático para acotar la localización de una fuga.

El método actual para detectar fugas es caro desde el punto de vista computacional; para reducir el coste, los analistas tienen que hacer muchas suposiciones simplificadoras, según Tartakovsky.

«Propusimos un método lo suficientemente rápido como para no tener que hacer estas suposiciones y, por lo tanto, más preciso: se podría hacer en tiempo real en un ordenador portátil», dijo Tartakovsky. «Es algo que las empresas de servicios públicos pueden utilizar con los recursos computacionales existentes y los modelos que ya tienen».

Al mejorar la velocidad y la precisión, el método de los investigadores ahorra dinero, tanto en términos de tiempo y mano de obra como en el coste del agua desperdiciada. Por ejemplo, si se quisiera encontrar una fuga en una tubería de la longitud de un campo de fútbol, se podría excavar todo el campo hasta dar con el suelo húmedo, o se podría utilizar el nuevo método para limitar la localización de la fuga a una sección de 10 metros de la tubería.

«En las ciudades, es más difícil porque las tuberías están bajo los edificios y hay que romper el asfalto y cosas así, así que cuanto más precisa sea la predicción de la localización, mejor», dijo Tartakovsky.

Las ciudades son las que tienen más posibilidades de sufrir grandes fugas de agua, y cuanto más antiguas sean las zonas urbanas, mayores serán los problemas, con sus complejas redes de tuberías envejecidas.

«Para los operadores que utilizan habitualmente las pruebas de golpes de ariete, el coste de esto es cero: se trata simplemente de una forma mejor de interpretar estas pruebas», dijo Tartakovsky. «No lo estamos vendiendo ni patentando, así que la gente podría simplemente utilizarlo y ver si obtienen mejores predicciones».