Abstract

LADINO-MORENO, Edgar-Orlando; GARCIA-UBAQUE, César-Augusto  and  GARCIA-VACA, María-Camila. Estimación de fugas en tuberías a presión para sistemas de agua potable mediante redes neuronales artificiales y Epanet. Rev. Cient. [online]. 2022, n.43, pp.2-19.  Epub Feb 17, 2022. ISSN 0124-2253.  https://doi.org/10.14483/23448350.18275.

Este trabajo trata de la estimación de una fuga para un sistema de tubería principal sin ramificaciones. Se propone un algoritmo y una red neuronal con cuatro variables de entrada, una capa oculta con 25 neuronas y tres variables de salida. La obtención de los datos se realizó mediante un bucle anidado en Visual Basic (Excel®) estableciendo 35.837 escenarios de fuga para una tubería de 30 m que conduce agua con viscosidad cinemática de 0,000001 (m2/s), un diámetro igual a 0,15222 m, rugosidad de 0,0000015 m, pérdida de carga de 3,5 m y dos accesorios (k 1 , k 2 ) que suma 1,5. Se instalaron en el sistema hidráulico dos caudalímetros y dos manómetros virtuales al inicio y al final de la tubería. Asimismo, se utiliza Epanet® e Hydroflo® (Tahoe Design Software) para estructurar el modelo hidráulico y validar los datos iniciales. Se utilizó MatLab R2021a para analizar los algoritmos de aprendizaje de retropropagación y regularización bayesiana, adoptando la función de transferencia log sigmoide. Como función de control se implementó el error medio cuadrático y el coeficiente de determinación R 2 . El modelo neuronal obtenido presentó un error medio cuadrático de 1,44E-06 y un error relativo igual a 0,0055 % para los datos de entrenamiento. La validación cruzada de la red neuronal se realizó a partir de 5.973 datos de entrada independientes.

Keywords : agua potable; fugas; gestión de los recursos hídricos; Levenberg-Marquardt; red neuronal artificial..

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