Aplicación del algoritmo multiobjetivo NSGA-II en el diseño óptimo de redes de distribución de agua potable. Caso: ciudad de Huancavelica, Perú

Tony Tunque-Dueñas; Franzua Ricra-Dueñas; Iván Ayala; Eliana Contreras-Lopez; Marcelo Portuguez-Maurtua

Aplicación del algoritmo multiobjetivo NSGA-II en el diseño óptimo de redes de distribución de agua potable. Caso: ciudad de Huancavelica, Perú

2025

Tony Tunque-Dueñas | Franzua Ricra-Dueñas | Iván Ayala | Eliana Contreras-Lopez | Marcelo Portuguez-Maurtua

En los últimos tiempos se han desarrollado diversos algoritmos genéticos multiobjetivo y su aplicación en optimización de redes de distribución de agua potable, de los cuales NSGA-II ha mostrado un desempeño más sólido. Esta investigación muestra la aplicación de NSGA-II en el diseño óptimo de redes de distribución de agua potable considerando costo (IC) y confiabilidad hidráulica (IR) como funciones objetivo. La investigación se realizó en respuesta a un problema real relacionado con el suministro de agua en la ciudad de Huancavelica. Mediante la información obtenida a través de la EPS EMAPA Huancavelica S.A., y el lenguaje de programación Python, con el Toolkit de Epanet se valida NSGA-II, aplicándolo al diseño de la red de Hanoi. Una vez validado, se analiza la red de Huancavelica, que cuenta con un IC de 0.31, equivalente a USD 140 099.89 y un IR de 0.25, y se obtiene un diseño óptimo de red que precisa un IC de 0.24 con un valor de USD 117 590.12 y un IR de 0.23, lo cual permite apreciar una diferencia en el IC de USD 22 509.77 y una reducción del IR, que la hace una red mucho más confiable que satisface simultáneamente las restricciones de presión mínima en todos los nudos, además de garantizar condiciones de falla durante su operación. Se determinó que NSGA-II es favorable para el diseño óptimo de redes de agua potable al considerar dos funciones objetivo de costo y confiabilidad hidráulica.

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