Modelo de simulación dinámica para evaluar el abastecimiento de agua potable en una red de distribución en la ciudad de Azogues
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Date
2026-02-19
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Publisher
Universidad de Cuenca. Facultad de Ciencias Químicas
Abstract
The drinking water supply system of Bayas parish presents deficiencies associated with population growth, aging infrastructure, losses in the distribution network, and climate variability factors that compromise the continuity and sustainability of the service. The objective of this study was to develop a dynamic simulation model to evaluate system performance and support water planning for the Bayas Drinking Water Board. The research adopted a quantitative and systemic approach using system dynamics methodology. Critical variables were identified and classified into levels, flows, and auxiliary variables, organized within the components of supply, demand, infrastructure, management, and environmental factors. A causal diagram was developed to represent cause–effect relationships and feedback loops. Subsequently, a stock-and-flow (Forrester) model was constructed, mathematically formulating the water balance and population dynamics, and implemented in VENSIM using historical data and technical parameters provided by the Board. Simulations projected to 2050 reveal a growing risk of deficit, mainly driven by population increase and leakage losses. Storage capacity and treatment efficiency act as regulatory mechanisms for supply stability. The system shows high sensitivity to variations in water availability, increasing its vulnerability under scenarios of reduced precipitation. The model identified critical intervention points, particularly in loss reduction and infrastructure expansion planning, consolidating dynamic simulation as a strategic tool for decisión making and long-term service sustainability.
Resumen
El sistema de abastecimiento de agua potable de la parroquia Bayas presenta deficiencias vinculadas al crecimiento poblacional, el envejecimiento de la infraestructura, las pérdidas en la red de distribución y la variabilidad climática, factores que comprometen la continuidad y sostenibilidad del servicio. El objetivo del estudio fue desarrollar un modelo de simulación dinámica para evaluar el desempeño del sistema y apoyar la planificación hídrica de la Junta de Agua Potable de Bayas. La investigación adoptó un enfoque cuantitativo y sistémico mediante la metodología de dinámica de sistemas. Se identificaron y clasificaron variables críticas en niveles, flujos y auxiliares, organizadas en componentes de oferta, demanda, infraestructura, gestión y factores ambientales. Se elaboró un diagrama causal para representar relaciones de causa–efecto y lazos de retroalimentación. Posteriormente, se construyó un modelo de niveles y flujos (Forrester), formulando el balance hídrico y la dinámica poblacional, e implementándolo en VENSIM con datos históricos y parámetros técnicos proporcionados por la Junta. Las simulaciones hasta 2050 evidencian un riesgo creciente de déficit, principalmente por el aumento poblacional y las pérdidas por fugas. La capacidad de almacenamiento y la eficiencia del tratamiento actúan como mecanismos reguladores del suministro. El sistema muestra alta sensibilidad ante variaciones en la disponibilidad hídrica, incrementando su vulnerabilidad frente a escenarios de reducción de precipitaciones. El modelo permitió identificar puntos críticos de intervención, especialmente en la reducción de pérdidas y la planificación de ampliaciones de infraestructura, consolidándose como una herramienta estratégica para la toma de decisiones y la sostenibilidad del servicio.
Keywords
Ingeniería Ambiental, Diagrama forreste, Gestión hídrica, Cambio climático, Planificación sostenible
Citation
Código de tesis
TIA; 290
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Ambiental