Para más de mil millones de personas en todo el mundo, el agua corriente proviene de "sistemas intermitentes" que se encienden y apagan en varios momentos de la semana. Un nuevo artículo del profesor de ingeniería de la Universidad de Toronto, David Taylor, propone una pero un modelo poderoso para explicar por qué y cómo se crean estos sistemas, y cómo encajan en el desafío global de cumplir los objetivos internacionales para el desarrollo humano y el agua potable.

La idea de un sistema de agua intermitente puede parecer extraña a los ingenieros de los países desarrollados. El llenado y vaciado constante de las tuberías ejerce una gran presión sobre el sistema debido a las fluctuaciones de presión. También abre la puerta a la contaminación:el agua de lluvia o las aguas residuales pueden filtrarse en las tuberías vacías con más facilidad que en las llenas.

Pero Taylor cree que los sistemas intermitentes pueden tener ventajas y desventajas. "Un ejemplo obvio es que una tubería no puede tener fugas si no tiene agua, ", dice." Si no tiene presupuesto para reparaciones, cerrar los grifos por la noche cuando nadie los está usando es una forma muy efectiva de evitar que se pierda agua por goteras, al menos a corto plazo ".

El doctorado de Taylor tesis que implicó trabajar con empresas de agua en Delhi, India y tratando de comprender cómo la operación intermitente afectó su capacidad para satisfacer la demanda de los clientes. Una forma de hacer esto es construir un modelo hidráulico, una representación virtual de cada tubería, válvula y cliente dentro de una computadora. Pero Taylor descubrió rápidamente que modelos tan detallados no eran especialmente útiles.

"Estos sistemas son caóticos, "dice Taylor." A menudo hay tuberías o válvulas que faltan en las listas oficiales. Por lo general, no sabemos tanto como creemos, y en esa situación, los modelos elegantes no pueden decirnos mucho ".

Pero en lugar de rendirse, Taylor se hizo una pregunta:¿cómo sería el modelo si admito que no sé casi nada sobre la red?

"No es necesario tener un conocimiento detallado de la química de los alimentos para saber que si desea el doble de galletas, es mejor que agregue el doble de todo, no solo la harina, "dice Taylor." Resulta que si modelas un sistema de suministro de agua de esta manera simple, forma de primer orden, hay mucho que puedes aprender ".

El modelo de una sola ecuación de Taylor puede, entre otras cosas, describir las diferencias clave entre cómo se comporta un sistema cuando los clientes están satisfechos y cuando no lo están. Cuando los clientes no están satisfechos, duplicar el tiempo de suministro (por ejemplo, pasar de una a dos horas por día) requiere el doble de agua, porque la gente está tomando todo lo que puede conseguir.

Pero cuando los clientes obtienen suficiente agua, niveles de demanda. En esta situación, cada hora adicional cuesta mucho menos porque los efectos más débiles, como fugas, son ahora el factor dominante.

Esta distinción ayuda a resolver un debate de larga data sobre si los sistemas intermitentes desperdician agua o ahorran agua. En el caso insatisfecho, probablemente ahorran agua, pero lo hacen dejando a los clientes sedientos. En el caso satisfecho, la molestia de apagar y encender las tuberías probablemente no valga la pena en términos de ahorro de agua.

En un artículo publicado recientemente en Investigación de recursos hídricos , Taylor presenta su modelo y describe cómo podría usarse para analizar los sistemas existentes y establecer metas para los nuevos. Calibró el modelo comparando sus resultados con los de uno mucho más complejo, y descubrió que la concordancia entre los dos modelos era lo suficientemente alta como para poder proporcionar información útil, por ejemplo, si es probable que una actualización determinada sea rentable.

"El modelo le permite ver de inmediato cuál será el efecto de alterar un parámetro, ya sea por fugas o por demanda o lo que sea, "dice Taylor." Eso le permite hacer estos cálculos iniciales y determinar si lo que está proponiendo es factible ".

Otro aspecto clave del modelo es que no tiene dimensiones. Por ejemplo, la cantidad de tiempo que el sistema suministra agua no se mide en minutos u horas, sino más bien el porcentaje de tiempo que el sistema está encendido. Esto facilita la comparación de sistemas entre sí. Taylor también espera que ayude en los esfuerzos globales para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU y su Derecho Humano al Agua.

"Estos documentos dicen que el agua debe estar 'disponible cuando se necesite, 'pero eso podría significar diferentes cosas en diferentes lugares, ", dice." Quizás sean las 24 horas del día, tal vez sean 12, tal vez sea menos. Lo que espero que este modelo pueda hacer es presentar un marco teórico sobre cómo decidimos qué sistemas cuentan como suministros de agua administrados de manera segura y cuáles no ".

"Sin una forma de decidir qué sistemas intermitentes cuentan como 'seguros', no tenemos ninguna posibilidad de alcanzar nuestros objetivos globales para 2030 de acceso a agua limpia y asequible, ", agrega." El modelo puede ayudarnos a guiarnos a medida que comenzamos a realizar las principales inversiones en infraestructura necesarias para alcanzar estos objetivos ".