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gvSIG para gestión de redes de saneamiento y drenaje urbano en la corona metropolitana de Barcelona

Contact name: 
Carlos López Quintanilla
Organization: 
GeoData Sistemas SL. ; Tecnicsassociats, taller d'arq. i eng. SLP
Software: 
Situation: 

Las necesidades iniciales eran las de poder explotar y mantener la infraestructura de saneamiento y drenaje urbano mediante la plataforma que ofrece gvSIG. Había que ir mas allá del inventario de elementos y poder sacar el máximo partido a la herramienta para explotación de red, emulando en la medida de nuestras posibilidades lo que hacen multitud de programas que actualmente están a disposición de la explotación de redes de saneamiento y drenaje urbano, por cierto bastante inaccesibles a la mayor parte de la sociedad.

Para una correcta explotación de cualquier infraestructura, es fundamental poder hacer análisis multiescenario, introduciendo diferentes variables que modelen diferentes comportamientos para así poder planificar y gestionar de forma adecuada.

Es importante observar como este análisis multiescenario nos permite identificar índices de calidad de servició, índices de estado de conservación, indicadores de cumplimiento normativo y la posibilidad de generar mapas de riesgo de inundabilidad o de vulnerabilidad ambiental en caso de entrada en servicio de sistemas DSU o DSS. Este reto tiene la dificultad que el análisis de comportamiento funcional de una red de saneamiento y drenaje urbano es muy complejo, habida cuenta de la cantidad de variables de cálculo y de procesos matemáticos que hay que realizar, con lo cual resultaba muy costosa una integración de todos estos modelos en gvSIG.

Era evidente que si conseguíamos resolver el análisis multiescenario, se podría entonces abordar los aspectos característicos que la explotación de cualquier infraestructura requiere, y que tienen como pilar fundamental el conocimiento funcional de la misma bajo diferentes hipótesis de trabajo. En este sentido la apuesta estaba ya inicialmente en vincular gvSIG con algún programa de modelado matemático de redes de saneamiento y drenaje urbano como primer paso para el diseño de un SIG de explotación de red que sería la parte fácil del trabajo.

Solution: 

En primer lugar escogimos el programa de la U.S. EPA, EPA-SWMM, así como tuvimos el placer de comprobar como las diferentes herramientas de análisis necesarias estaban disponibles en gvSIG. Así mismo el geoproceso de polígonos de Thiessen, de gran utilidad para la generación automática de las cuencas de drenaje lo rescatamos de otras aplicaciones SIG. Con todo ello resuelto, centramos nuestro esfuerzo en la comunicación con EPA-SWMM.

Para llevar a cabo este trabajo, se acordó la realización de una prueba piloto en un barrio periférico de una ciudad de unos 200.00 habitantes de la región metropolitana de Barcelona, de la cual los responsables de explotación del servicio apoyaban la idea del proyecto. El acuerdo significaba que no había coste alguno para el erario municipal, pero que en cambio el trabajo se realizaba con el asesoramiento de los técnicos municipales responsables del servicio, y que en el caso que la prueba fuera un éxito, se plantearía hacerlo extensivo a toda la ciudad.

Para empezar, se realizo la confección del modelo de datos, para el cual se tuvieron en cuenta los siguientes requisitos:

  • Facilitar la exportación de los datos necesarios para compatibilizar la información con EPA-SWMM.
  • Facilitar la utilización de las herramientas gvSIG detectadas.
  • Crear un modelo suficientemente flexible, abierto y dinámico para adaptarlo a los dos SIG privativos que en el aquel momento concurrían de forma simultanea en la explotación de la red. Uno destinado al inventario municipal y otro propiedad de la contrata del mantenimiento y destinado a las tareas de gestión del mismo.
  • Permitir la planificación, facilitando la toma de decisiones sobre la red, si separativa o unitaria, si red ventilada o no, así como la decisión para la renovación de contratos de mantenimiento.
  • Facilitar la realización de un plan director de saneamiento, con el cual poder priorizar y listar actuaciones de inversión, explotación o petición de subvenciones. Esto suponía poder mostrar mapas de riesgo, mapas de indicadores de calidad y de indicadores de estado.
  • Flexibilidad y máxima potencia en cuanto al registro documental y la gestión de eventos, creando un registro en el que cualquier evento planificado o no, tuviera su histórico inventariado. Adicionalmente tenía que ser compatible con el sistema unificado de gestión de incidencias ciudadanas que disponían todos los departamentos de la corporación. Esto se resuelve con una base de datos tipo POST-GIS.
  • Flexibilidad para en un futuro establecer comunicación con un SCADA de control a tiempo de real de los elementos de la instalación, entre otros limnímetros o estaciones meteorológicas para poder anticipar comportamientos y mejorar la capacidad de respuesta de la red ante eventos extraordinarios.

En paralelo al desarrollo del modelo de datos, se programo el modulo de comunicación con EPA-SWMM. Dado que los diferentes modelos computacionales de EPA-SWMM gestionan un total de 320 variables estructuradas en 47 targets se analizó la forma optima de comunicación. Se agrupó los 'targets' bajo siete categorías, vinculadas todas ellas a SIG. Además, hay una categoría adicional directamente vinculada con las opciones de control de usuario de EPA-SWMM, a la que nombramos 'user's control'.

Inicialmente no se planteaba el control de los 'targets' de esta categoría desde gvSIG, excepto en el escenario de una integración total final. El orden mencionado anteriormente era totalmente interesado y respondía a la priorización establecida para poder obtener el mejor resultado comunicativo posible. A tal efecto se planteo la primera versión del modulo de comunicación y el modelo de datos correspondiente para una interacción entre programas en la categoría de datos geométricos del modelo, 'geometric data'.

Aunque esto representa que la comunicación solo se realiza en una categoría de las siete disponibles, los datos geométricos representan la casi totalidad de los datos que un inventario convencional de ciudad dispone, y además representan la mayor parte del trabajo de un ingeniero cuando está delante de EPA-SWMM modelando el comportamiento de una red. Por otro lado, la vuelta de datos y de resultados obtenidos puede hacerse con una correcta y precisa gestión de las tablas de resultados que genera EPA-SWMM. No obstante, está en fase de desarrollo la programación para la importación de resultados y datos modificados de EPA-SWMM que cerrará el ciclo comunicativo en esta primera categoría.

Todo ello representa un alto grado de consecución para nuestros objetivos. De todas maneras y obviamente ya estamos planificando el trabajo para que la comunicación de las seis restantes categorías sea una realidad en un futuro próximo.

Benefits: 

Algunos beneficios son:

  • los resultados obtenidos se corresponden con los objetivos planteados inicialmente. De hecho ya se está en negociaciones para poder hacer extensiva la prueba piloto a toda la ciudad.
  • la fuerza de colaboración de dos mundos que hasta ahora no habían tenido la oportunidad de trabajar juntos, como son el mundo del SIG, originalmente pensado en un factor de escala (análisis de territorio, cartografía, etc). y el mundo de la infraestructura urbana, con otro factor de escala más de detalle.
  • esta experiencia nos permite compartir con gvSIG los mismos objetivos, y así poner nuestro pequeño grano de arena para facilitar la consecución de los mismos.
  • este caso es solo el principio de un largo camino que tiene ya sus primeras replicas, ahora si con recursos económicos a la explotación de todo tipo de infraestructura urbana, como son elementos de la vialidad, parques y jardines, alumbrado público, abastecimiento de agua potable, residuos o limpieza viaria.
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