Nathalie Hernández Rodríguez - Gestión patrimonial de alcantarillados

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Gestión patrimonial de alcantarillados: краткое содержание, описание и аннотация

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Desde la Antigüedad, las redes de alcantarillado han cumplido la función de evacuar las aguas de las ciudades, tanto las provenientes de las precipitaciones atmosféricas como las residuales generadas por actividades humanas. A mediados del siglo XX, se empezaron a construir sistemas de redes de alcantarillado separados para evacuar las aguas servidas hacia plantas de tratamiento y las aguas lluvias hacia las corrientes de agua. Hoy, estos hidrosistemas urbanos están sometidos a presiones cada vez mayores, producto del cambio climático, la contaminación ambiental, la limitación de recursos y el envejecimiento de su infraestructura, que los han deteriorado y los hacen cada vez más propensos a fallar. Esto ha provocado un impacto en el servicio y, por consiguiente, en la calidad de vida de las comunidades.Para responder a esta problemática, y a partir de una juiciosa y extensa revisión bibliográfica, Nathalie Hernández y Andrés Torres han condensado en este libro toda la información sobre la gestión patrimonial de alcantarillados. Específicamente, se han ocupado de las principales herramientas, los métodos y las metodologías que se han desarrollado para redirigir la gestión de los sistemas de alcantarillado de manera proactiva, con el fin de proteger la vida útil de los elementos que los conforman y la correcta funcionalidad de las infraestructuras circundantes

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Figura 1. Ejemplos de la infraestructura pública que poseen las ciudades
Figura 2. Ejemplos de infraestructura crítica
Figura 3. América Latina: distribución de las inversiones en infraestructura por sector de infraestructura, 2003-2012 (en porcentajes del producto interno bruto)
Figura 4. Etapas de la gestión de activos de infraestructura basadas en Lemer (1999) que originan las principales temáticas de investigación en gestión patrimonial de alcantarillados
Figura 5. Inspección de redes con cámara de circuito cerrado de televisión
Figura 6. Perfilador láser para inspección de tuberías
Figura 7. Radar de penetración de suelo o georradar
Figura 8. Dispositivo basado en técnicas acústicas e imagen sonar producto de la inspección de tuberías
Figura 9. Inspecciones ultrasónicas
Figura 10. Sistemas de detección de temperatura
Figura 11. Resumen de las tecnologías de inspección
Figura 12. Gráfico esquemático de los sistemas de información geográfica: integración de mapas ráster y vectoriales
Figura 13. Códigos de defectos estructurales, operacionales y misceláneos
Figura 14. Códigos de defectos adicionales propuestos por el MSCC1
Figura 15. Antecedentes históricos de manuales de calificación de la condición de alcantarillados basados en el primer manual de rehabilitación de alcantarillados
Figura 16. Relaciones entre los diferentes tipos de indicadores
Figura 17. Definición de los umbrales de calibración basados en la opinión de expertos y los grados de condición calculados utilizando la metodología INDIGAU
Figura 18. Desarrollo de la metodología del índice de condición combinada
Figura 19. Algoritmo del modelo propuesto por Ennaouri y Fuamba (2011)
Figura 20. Diagrama de flujo del modelo integrado
Figura 21. Ejemplo de atribución de longitudes de reparación a lo largo del activo del alcantarillado
Figura 22. Clasificación de las condiciones de las grietas longitudinales utilizando lógica difusa
Figura 23. Porcentaje de priorización de la rehabilitación determinado a partir de la concentración del daño y la densidad del peso ponderado
Figura 24. Iteración suelo-tubería: transporte de carga
Figura 25. Curva de probabilidad de falla contra tiempo
Figura 26. Materiales del tipo de uniones a través del tiempo
Figura 27. Intrusión de raíces de árboles en activos del alcantarillado
Figura 28. Carga total que soporta el activo del alcantarillado
Figura 29. Instalación/rehabilitación de tuberías de alcantarillado con zanja (arriba) y sin zanja (abajo)
Figura 30. Cambio de los niveles de agua a lo largo del día
Figura 31. Ejemplo Gompitz para tuberías en concreto de una red de alcantarillado calificada en cuatro condiciones
Figura 32. Curva de regresión logística, función logarítmica logit (p(Y)) y función logística p(Y)
Figura 33. Transformación de espacios dimensionales con máquinas de soporte vectorial
Figura 34. Ejemplo de red neuronal: modelo de perceptrón
Figura 35. Red neuronal de dos capas ocultas
Figura 36. Esquema de una red bayesiana
Figura 37. Esquema de Random Forests
Figura 38. Esquema del programa de inspección propuesto por Ahmadi et al. (2015)

| Tablas

Tabla 1. Ejemplo de codificación en el manual de rehabilitación de alcantarillados
Tabla 2. Clasificación por puntajes de las condiciones estructurales y operacionales en SRM
Tabla 3. Grados de condiciones de severidad de la norma CERIU
Tabla 4. Tipologías de daños e impactos de acuerdo con RERAU
Tabla 5. Factores conocidos que influyen en el deterioro estructural de los alcantarillados
Tabla 6. Resumen de los tipos de material de tuberías y sus fallas
Tabla 7. Resumen de los factores influyentes encontrados en investigaciones de ciudades de diferentes países

| Prefacio

El libro Gestión patrimonial de alcantarillados es producto de una revisión bibliográfica de los autores durante la formación doctoral de uno de ellos. Este libro recopila artículos científicos, normas nacionales e internacionales vigentes, informes gubernamentales, productos de proyectos de investigación, tesis doctorales, ponencias de eventos científicos internacionales, entre otros.

El interés de los autores fue condensar en un solo texto toda la información sobre la gestión patrimonial de alcantarillados, para que sea un libro guía, práctico y asequible a estudiantes y profesionales interesados y relacionados con este tema.

A pesar de que el libro se enfoca en la gestión patrimonial de los alcantarillados, los métodos y herramientas revisadas podrían extrapolarse a otros tipos de infraestructura.

Gestión patrimonial de alcantarillados consta de ocho capítulos, entre los que se encuentran: 1) una introducción general que plasma, en resumen, la evolución de los sistemas de alcantarillado hasta nuestros días, las problemáticas social, ambiental y urbanísticas que han tenido las ciudades debido a los daños y deterioro de esta infraestructura y la necesidad del desarrollo de herramientas que apoyan la toma de decisiones en la gestión para la prolongación de su vida útil; 2) la definición de la gestión patrimonial de infraestructura, su relevancia en estos tiempos y la definición de infraestructura crítica; 3) la definición de la gestión patrimonial de los alcantarillados y una contextualización mundial de la inversión e importancia que los gobiernos le dan a este tema; 4) el desarrollo de tecnologías para la inspección y recopilación de información de los activos de sistemas de alcantarillado; 5) la normatividad, los protocolos y las metodologías desarrolladas para la evaluación del estado estructural y operacional de los activos del alcantarillado, de la que los gestores se basan para tomar decisiones; 6) diversos estudios y herramientas para determinar los factores que potencializan el deterioro de los activos del alcantarillado; 7) el desarrollo de diversas herramientas para la predicción y el pronóstico de la condición de los activos del alcantarillado; y, por último, 8) el desarrollo de programas de gestión proactiva aplicados en diversos casos de estudio que ilustran los beneficios para la gestión patrimonial.

Esperamos sea un libro guía para aquellos que les apasione y perciban la importancia de trabajar en este tema para el desarrollo de las ciudades durante el siglo XXI.

LOS AUTORES

| Introducción general

Las redes de alcantarillado han cumplido la función de evacuar las aguas de las ciudades, ya sean aquellas provenientes de las precipitaciones atmosféricas o las residuales generadas por actividades humanas (Torres, Pérez y Perdomo, 2011). En ciudades de culturas antiguas, como en la isla de Creta (actual isla griega en el mar Mediterráneo) y en la península Anatolia (actualmente territorio de Siria, Líbano, Turquía, Irak e Irán), se han encontrado sistemas de desagües en ruinas. Por otro lado, en escritos y ruinas se ha corroborado la existencia de sistemas de desagües para conducir el agua lluvia hacia los cuerpos de agua más cercanos en épocas del Imperio romano. Este tipo de desagües (zanjas abiertas) se localizaban en el centro de la sección transversal de las vías y transitaban a lo largo de ellas dentro de las ciudades hacia cuerpos de aguas más cercanos: al estar abiertas y dentro del casco urbano, los ciudadanos empezaron a depositar todo tipo de residuos.

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