Water Distribution System operation involves two issues that have large economic repercussions: pipe renewal and rehabilitation and reduction of Non-Revenue Water (NRW). This paper presents an algorithm that, based on the unitary power concept, selects the most important pipes to be replaced in order to reduce the dissipated power and the NRW, while keeping the pressure surface in which the proposed methodology proved to be and hydraulically optimum. 8 I N T R O D U C C I O N Con el paso del tiempo, las redes de distribucion de agua potable sufren deterioro, lo que desemboca en problemas de capacidad hidraulica reducida, perdidas de agua, interrupciones en el servicio, deficiencia en la calidad del fluido, entre otros. Adicionalmente, la demanda de agua aumenta con el tiempo y se generan nuevos inconvenientes, como las bajas presiones en los nodos de servicio que son generalmente resueltas mediante el incremento de la cabeza de energia a la entrada del sistema, lo cual, a su vez, aumenta las fugas en la red. Para superar estas dificultades y asegurar continuidad, eficiencia y economia en la operacion de redes, es necesario contar con una estrategia de renovacion y rehabilitacion efectiva. Esta estrategia debe tener en cuenta criterios hidraulicos, economicos, de confiabilidad y calidad del agua [1]; ademas, dado que los recursos economicos disponibles son limitados, dicha estrategia debe tambien ayudar a priorizar la inversion que se haga en las redes [2]. En las ultimas decadas, se han desarrollado diferentes aproximaciones para solucionar el problema de renovacion y rehabilitacion de redes de distribucion. De acuerdo con [1], estas aproximaciones se pueden clasificar en tres tipos: guias generales de rehabilitacion y renovacion, modelos de priorizacion y modelos de optimizacion. Gran parte de las metodologias desarrolladas hasta la fecha tiene un fundamento principalmente economico y la manera de evaluar la necesidad de mantenimiento y renovacion de una tuberia es funcion de la estimacion de la tasa o probabilidad de dano, la cual se obtiene a partir de analisis estadisticos sobre patrones historicos de dano [3, 4, 5, 6, 7, 8]. El presente trabajo propone una nueva aproximacion al problema de la renovacion de redes, que se puede clasificar como un modelo de priorizacion cuyos principales propositos son la reduccion de fugas, el mejoramiento del desempeno hidraulico y el aumento en la confiabilidad del sistema. A pesar de que las fugas no constituyen un asunto muy relevante en los paises desarrollados, estas son aun un problema significativo en los paises en desarrollo, pues en ellos el Indice de Agua No Contabilizada (IANC) puede alcanzar facilmente valores de hasta 50% [9]. Lo anterior genera grandes desperdicios de agua, energia y quimicos de tratamiento; aumenta el riesgo de contaminacion del agua debido al contacto con el ambiente [10]; menoscaba la calidad del servicio, produce un impacto negativo en el ambiente y hace mas critico el problema de escasez de recursos hidricos [1]. Para reducir las fugas y mejorar el desempeno hidraulico y la confiabilidad del sistema, la metodologia propuesta utiliza la potencia unitaria (PUTi) como criterio para seleccionar los tubos mas importantes que deben ser renovados. La potencia unitaria de un tubo i corresponde al producto del caudal que fluye por el tubo multiplicado por la perdida de energia que tiene lugar en el mismo. Estrictamente hablando, corresponde a la potencia por unidad de peso disipada por friccion y perdidas menores en esa tuberia (nuevo concepto introducido en el presente trabajo). En cada iteracion del algoritmo desarrollado, el tubo con mayor PUTi es sustituido por un nuevo tubo con mayor diametro; el exceso de presion generado con el cambio de tuberia se compensa al disminuir la altura piezometrica de la fuente de abastecimiento, de tal forma que el nodo mas critico del sistema tenga exactamente la presion minima requerida. Asi, al reemplazar tuberias y al disminuir la energia en la fuente de manera iterativa, la metodologia propuesta pretende reducir y nivelar las presiones a lo largo de la red; esto reduce significativamente las fugas y mejora la eficiencia energetica y la confiabilidad del sistema. D E F I N I C I O N E S P O T E N C I A U N I T A R I A D E L T U B O i ( P U T i ) La PUTi se define como el caudal que pasa por el tubo i multiplicado por la diferencia entre las alturas piezometricas del nodo inicial y del nodo final del tubo. PUTi = qi (hi,ini hi,fin ) (1) 9 # 31 re vi st a d e i n g e n ie ri a tecnica I N D I C E D E R E S I L I E N C I A ( I r ) El Ir es un indicador de la capacidad de una red de distribucion para soportar fallas repentinas; este indice fue introducido por Todini [11] y ha sido ampliamente aceptado en la comunidad cientifica internacional como medida de la confiabilidad de una red de distribucion. El Ir se fundamenta en la relacion existente entre la resiliencia de un sistema y la cantidad de energia que este disipa: a menor energia disipada, mayor sera la capacidad de respuesta del mismo, debido a que tiene mayor cantidad de energia disponible. En general, un mayor valor del Ir corresponde a sistemas con mayor energia disponible y, por lo tanto, con mayor capacidad de soportar y superar fallas repentinas. Para determinar el Ir se deben tener en cuenta las fugas en el sistema; estas son simuladas mediante emisores, cuyo caudal de salida es funcion de la altura piezometrica en el nodo elevada a un exponente, tal como se muestra a continuacion: