La gestión y explotación del servicio municipal de aguas de Ávila mediante GIS

José Gabriel Lumbreras

I.T.OO.PP

Jefe Servicio Aqualia Ávila. Aquualia

Luis Miguel Galán Caballero

I.T.OO.PP

Jefe Explotación Aqualia Ávila. Aqualia

Explotación del Sistema de Información Geográfica (G.I.S.)

Introducción El sistema G.I.S. corporativo con el que cuenta aqualia, es un sistema desarrollado específicamente para la explotación de las redes de abastecimiento y saneamiento de aquellos municipios en los que realiza la gestión de los mismos.

La gran cantidad de municipios que usan esta aplicación y el hecho de haberse desarrollado siguiendo las indicaciones de técnicos especialistas en la gestión de redes, avalan su fiabilidad y adaptación a las necesidades de gestión de las redes de abastecimiento y saneamiento.

Apariencia de la aplicación aqualiaGIS

Aplicación Esta aplicación G.I.S. es un sistema informático que facilita la introducción, almacenamiento, recuperación, transformación, modelado, análisis, representación y salida de datos espaciales y alfanuméricos del mundo real para garantizar la toma de decisiones en problemas de planificación y gestión.

Los Datos Espaciales se referencian por puntos geográficos y se guardan como elementos primitivos gráficos.

aqualiaGis ofrece una amplia variedad de herramientas para la cartografía, redes de abastecimiento, redes de saneamiento y callejeros y para la creación y explotación de un sistema de información sobre estos datos geográficos.

A continuación destacamos las funcionalidades y características más sobresalientes de la aplicación:

- Sistema multiusuario

- Integración de distintos proveedores

- Herramientas de importación/exportación

- Plano continuo

- Herramientas de posicionamiento

- Herramientas de maquetación e impresión

- Herramientas de búsquedas

- Manipulación y edición de los distintos proveedores

- Herramientas de etiquetado

- Utilidades para redes

o Mapa de isolíneas

o Sectorización. Subsectores

o Polígonos de corte

o Herramienta de Exportación a modelos matemáticos de Abastecimiento y de Saneamiento

o Perfiles longitudinales

- Simbología gráfica

Integración de distintos proveedores

La aplicación aqualiaGIS permite utilizar las distintas herramientas de edición, manipulación, impresión y explotación sobre todos los datos que gestiona el programa G.I.S. Dichos datos se agrupan según su finalidad en los diferentes proveedores.

- Proveedor Raster, son archivos raster, fotos aéreas que permiten visualizar las diferentes redes que gestiona sobre una foto aérea del municipio. Resulta especialmente útil para la localización y representación de las acometidas domiciliarias. Permite la gestión de todos los formatos de tipología raster conocidos

- Proveedor Red de Abastecimiento, contiene todos los elementos propios de la red de Abastecimiento. También se incluyen dentro de este proveedor las distintas redes de agua, como pueden ser las de Abastecimiento industrial, Riego, etc. Se pueden importar los datos de este proveedor desde un formato neutro (html) de conversión entre las distintas herramientas G.I.S. del mercado

- Proveedor Red de Saneamiento, contiene todos los elementos propios de la red de Saneamiento. Se pueden importar los datos de este proveedor desde un formato neutro (html) de conversión entre las distintas herramientas G.I.S. del mercado

- Proveedor Callejero, este proveedor dispone del inventario completo de las calles que pertenecen al municipio. Se pueden importar los datos de callejeros tanto de datos gráficos como alfanuméricos

Herramientas de Importación / Exportación

Esta herramienta es capaz de importar proyectos de las distintas aplicaciones GIS y CAD que existen en el mercado desde Arcview, ArcGIS, aplicaciones geomedia, archivos gráficos de autocad y de microstation, etc.

− Importar altimetría/planimetría

Permite importar información gráfica de formatos *DWG y *DGN a las capas que contienen los archivos de altimetría y planimetría del GIS corporativo de aqualia.

Como se observa en la figura, aparecen las descripciones de las capas origen, es decir, del archivo DWG o DGN seleccionado, cada capa muestra un detalle de los tipos de elementos que contiene, ya sea línea, texto, célula, etc., y así poder importar únicamente el elemento deseado seleccionando la capa destino mediante el desplegable que aparece en ese mismo registro de la tabla.

El desplegable que aparece al pinchar sobre el registro de una capa origen contiene un listado de las capas destino configuradas en la aplicación aqualiaGis.

Herramientas de búsquedas

También dispone de un acceso a control de búsquedas según diferentes criterios.

Los elementos que cumplan los criterios de búsqueda se pueden recorrer, ver sus propiedades y visualizar.

Además permite realizar acciones sobre los elementos encontrados, uno a uno o todos a la vez.

Los tipos de búsqueda son:

− Buscar todos los elementos. Este tipo de búsqueda puede ser útil para seleccionar y numerar los elementos contenidos dentro de una capa o de un cercado. Mediante este tipo de búsqueda podemos realizar posteriormente las siguientes opciones: Eliminar, Recodificar o Marcar

− Buscar texto. Permite realizar una búsqueda del texto indicado en la capa activa o sobre todas las capas del proveedor activo, permitiendo además delimitar la búsqueda al área de un cercado previamente realizado. Mediante este tipo de búsqueda podemos realizar posteriormente las siguientes opciones: Eliminar, Recodificar o Marcar

− Buscar por enlace a base de datos. Especificando exactamente el enlace a base de datos específico

− Buscar por longitud de línea. Realiza búsquedas de polilíneas según su longitud, especificando con los operadores lógicos: mayor que, menor que, igual a, entre

− Buscar por identificador. Permite buscar elementos que tengan un identificador específico, indicando si se desea buscar en la capa activa o todas las del proveedor activo y si se desea delimitar la búsqueda al área definida por un cercado. Se debe tener en cuenta que cada elemento gráfico posee un identificador único. Mediante este tipo de búsqueda podemos realizar posteriormente las siguientes opciones: Eliminar, Recodificar o Marcar

− Buscar polígonos por área. Indicamos el tipo de intervalo en el que se desea esté el área de los polígonos para que sean encontrados, especificando con los operadores lógicos: mayor que, menor que, igual a, entre. Mediante este tipo de búsqueda podemos realizar posteriormente las siguientes opciones: Eliminar, Recodificar o Marcar

− Buscar por filtro. El filtro es el medio para especificar que elementos se quieren visualizar y cuáles no. Un archivo puede contener un gran número de elementos de diferentes tipos y que pueden representar diversos aspectos geográficos o de otra índole. En ciertas circunstancias puede ser conveniente obviar algunos elementos. Para evitar la visualización en un momento dado de elementos que están presentes en el archivo se utiliza el filtrado. Al filtrar no solo se ocultan estos elementos sino que se les excluye de algunos procesos que solo se realizan sobre los elementos que cumplen el filtro. Esta herramienta permite configurar el filtro. Un elemento cumplirá el filtro si se cumplen las condiciones de capa, tipo de elemento, agrupación y atributos

− Buscar por callejero. A través de la base de datos y de los ejes de calles, se pueden realizar búsquedas por: Nombre de Calle, Calle y número de portal, Calle entre calles, Cruce entre calles y hoja de catastro

CALLE BUSCADA

Manipulación y edición de los distintos proveedores

AqualiaGIS dispone de un potente motor de diseño de cartografía, basado en las herramientas clásicas de CAD, como Microstation y Autocad.

Estas herramientas son diferentes en función del proveedor que se quiere manipular y editar.

Para los proveedores de Red de Abastecimiento y Red de Saneamiento. Las herramientas de

básicas de edición son:

- Búsqueda de elementos Aguas abajo

- Búsqueda de elementos Aguas arriba

- Archivos asociados a base de datos

- Consultas SQL

- Modificación masiva de atributos

- Borrar elementos topológicos

- Copiar elementos topológicos

- Mover elementos topológicos

- Mover vértices de elementos topológicos

- Dividir elementos topológicos lineales

- Invertir elementos topológicos lineales

- Generar mapas temáticos. Pudiendo ser de Consulta, Cartodiagrama, Tarta, Rangos, Barras y Clasificación

Se adjunta ejemplo de mapa temático por diámetros.

Mapa Tematico por Diámetro de Tuberías

Utilidades para redes

Estas herramientas se han diseñado específicamente para la gestión y explotación de redes de abastecimiento y saneamiento.

Mapa de isolíneas

Una isolínea para una función de varias variables, es una curva que conecta los puntos en que la función tiene el mismo valor.

El mapa de isolíneas describe la intersección de la superficie topográfica del municipio con uno o más planos horizontales.

aqualiaGIS permite representar este tipo de mapas utilizando como variable cualquier campo de la base de datos. Se puede representar un mapa de isolíneas de cotas, de presiones, de velocidades, de caudal, etc.

En la siguiente figura se muestra un mapa de isolíneas en el que se ha representado los consumos de las acometidas. El resultado es que aquellas zonas con color más rojo serían las zonas de mayor consumo.

Herramientas especificas abastecimiento

Sectorización. Subsectores

Mediante esta herramienta se permite generar sectores que dividen la red de abastecimiento en diferentes tramos delimitados por caudalímetros y válvulas cuyo estado sea cerrado. Cada sector puede contener diversos subsectores delimitados por una válvula principal y una o varias válvulas frontera.

Los sectores y subsectores están contenidos en una sectorización donde se guarda la configuración de los elementos que componen la red, como el estado de las válvulas, sin modificar los elementos originales hasta que se consoliden los cambios.

Se podrán almacenar varios sectores.

Se adjunta un ejemplo de sectorización.

Polígonos de Corte

La herramienta de polígonos de corte propone dar un conjunto de soluciones posibles para dejar aislado un punto de la red, cada solución consiste en un conjunto de válvulas que hay que maniobrar para dejar esa tubería sin suministro. También detecta si una tubería esta aislada o no y adicionalmente en el caso que desde una tubería se llegue directamente a un depósito también lo detecta, pues en ese caso no se puede aislar de ninguna manera la tubería.

Al calcular la solución se pinta en verde oscuro el segmento de la red que se queda sin abastecimiento con la solución actual, además se resaltan en amarillo las válvulas que necesitan ser maniobradas. Se adjunta un ejemplo de la red de Abastecimiento.

TUBERIA A AISLAR

Resultado poligono de corte (en amarillo valvulas a maniobrar)

Herramienta de Exportación a modelos matemáticos de Abastecimiento

Esta herramienta permite realizar un control informatizado de las redes, que es la base para una gestión eficaz de un sistema de abastecimiento y de saneamiento.

Con ella, se conseguirán fundamentalmente dos objetivos:

* Análisis de la evolución de los parámetros, controlados en períodos de tiempo que permitan analizar su comportamiento y deducir anomalías (consumos sectoriales nocturnos para detección de fugas, evolución de presiones en diferentes puntos, evolución del cloro libre, etc.).

* Análisis del comportamiento real de las redes y sus principales parámetros, mediante una modelización matemática que permita la simulación de situaciones, tanto excepcionales, para la prevención de actuaciones, como futuras, en cuanto al propio desarrollo de las redes en cada zona, evolución de consumos, etc.

AqualiaGIS dispone de herramientas de exportación automática a archivos con toda la información de las redes de abastecimiento. A través de una aplicación específica de gestión y explotación (Epanet) se pueden modelizar dichas redes.

Se adjunta archivo de modelización de abastecimiento.

Herramientas especificas saneamiento

Perfiles Longitudinales

Esta herramienta permite mostrar un gráfico con los perfiles de los conductos según su cota inicial y final, mostrando los datos asociados a cada tramo mediante una guitarra, donde se incluyen los datos de número de perfil, material, dimensión mayor y menor, la pendiente de cada tramo, cota roja que indica la cota de los conductos, cota rasante y tapa de los pozos, por último muestra los datos tanto de las distancias parciales como de las distancias del tramo en cuestión con respecto al origen seleccionado.

Se adjunta un ejemplo de perfil longitudinal.

TRAMO A REALIZAR PERFIL

Tramo seleccionado (Color amarillo)

Perfil tramo saneamiento

Detalle guitarra perfil

Determinación cuencas vertientes

Esta herramienta permite mostrar y/o exportar las cuencas (colectores) vertientes a un determinado pozo o tramo.

Es una herramienta muy util a la hora de redimensionar colectores y calculo de los mismos en caso de aumento de la superficie vertiente, fundamentalmente por ampliación de la misma como consecuencia de la implantación de nuevos planes parciales

Se adjunta un ejemplo de cuenca vertiente.

Punto a designar colectores Vertientes

Salida grafica colectores vertientes

Colectores Vertientes

Herramienta de Exportación a modelos matemáticos de Saneamiento

Esta herramienta permite realizar un control informatizado de las redes, que es la base para una gestión eficaz de un sistema de saneamiento.

Con ella, se conseguirán fundamentalmente dos objetivos:

* Análisis de la evolución de los parámetros, controlados en períodos de tiempo que permitan analizar su comportamiento y deducir anomalías (caudales circulantes, niveles, velocidad de transito)

* Análisis del comportamiento real de las redes y sus principales parámetros, mediante una modelización matemática que permita la simulación de situaciones, tanto excepcionales, para la prevención de actuaciones, como futuras, en cuanto al propio desarrollo de las redes en cada zona, evolución de consumos, etc.

AqualiaGIS dispone de herramientas de exportación automática a archivos con toda la información de las redes de abastecimiento y saneamiento. A través de una aplicación específica de gestión y explotación (SWMM) se pueden modelizar dichas redes.

Se adjunta archivo de modelización de Saneamiento.

Vista General SWMM AVILA

Detalle Simulación Tramo SWMM AVILA

Detalle Hidrograma Transito Caudal x Colector

Conclusión Aqualiagis es una potente herramienta cuya principal función como se ha podido observar a lo largo de la presente ponencia, es el apoyo a la explotación tanto de una red de abastecimiento como de saneamiento, logrando con ello agilizar la toma de decisiones y optimizar el funcionamiento de las mismas.