2. Maestría

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Tesis de la Escuela de Posgrado

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2018 - 201912020 - 20241

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Subject: search.filters.subject.Agua potable--Distribución

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    Automated Response Strategy and its Testbed Implementation for Contamination Management in Water Distribution Systems
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-20) Flores Juárez, Patricio José; Sotomayor Moriano, Javier; Reger, Johann
    Access to clean drinking water is crucial worldwide. Throughout history, various methods of distribution have been developed to ensure that people have access to good quality water. Nowadays, there are various risks associated with water contamination, including those caused intentionally and unintentionally. Responding to such incidents typically involves manual decisionmaking processes, emphasizing the need for automated strategies. This thesis introduces a novel approach employing Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) to optimize isolation strategies and flushing methods within water distribution systems (WDSs). By integrating mass conservation and energy conversion equations, coupled with Hazen-Williams equation for pressure drop calculations, the proposed model aims to minimize contamination risks arising from various sources, including natural disasters and cyber-attacks. The methodology undergoes validation and implementation through simulated benchmark scenarios to ensure its effectiveness and precision. Subsequently, real-world contamination scenarios are addressed within a practical testing environment (Testbed). Automation within the Testbed is achieved through the integration of software on a PC with Programmable Logic Controllers (PLCs). Moreover, the study presents a comprehensive analysis of valve manipulation to mitigate contamination risks, alongside a comparison against scenarios without intervention. By automating response decisions and operational processes, the methodology showcases promising results in effectively managing contamination incidents within WDSs, thus offering a significant contribution to water system resilience and security.
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    Interdependencia y vulnerabilidad de las infraestructuras críticas en la ciudad de Lima
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-05-01) Cárdenas Mamani, Ursula Crisy; Kahhat Abedrabbo, Ramzy Francis
    Las ciudades y las zonas urbanas son centros de aglomeración de recursos, energía y riqueza económica. Asimismo, se encuentran expuestos a impactos que pueden tener origen aleatorio o provocado por el hombre, y su recuperación dependerá de su capacidad de reaccionar a estos impactos. Las infraestructuras críticas (IC), son elementos esenciales para el desarrollo próspero de la sociedad. Asimismo, previos estudios demuestran que son sistemas complejos, están interconectados y son interdependientes. El estudio de su vulnerabilidad frente a fenómenos naturales, por ejemplo, sismos; es fundamental para evaluar su operatividad y su capacidad funcional ante impactos. El propósito de esta investigación es entender la interdependencia entre infraestructuras de la ciudad de Lima y cómo esta afecta el desempeño de los sistemas. Lima es la ciudad más importante del país. No solo porque posee la mayor concentración demográfica en todo Perú, sino porque también se encuentra más de la mitad del Producto Bruto Interno del país. Por otro lado, es vulnerable a impactos debido a su ubicación en una región altamente sísmica y cercana al mar. Para lograr los objetivos de esta investigación, se realizó un análisis de sistemas en red, basado en la teoría de redes, y se clasificó el tipo de relación tres infraestructuras críticas seleccionadas por el autor (Red de Agua Potable, Red de Gas Natural y Red de Electricidad). Asimismo, a través de escenarios de impacto, que comprenden eventos naturales y aleatorios, se analizó el comportamiento del sistema y sus elementos. Los resultados indican que existen ciertos elementos importantes en cada red que afectan el desempeño de otro sistema. Asimismo, la configuración topológica de las redes físicas determina que tan fácil es capaz un sistema de ser conectado o de redistribuir flujos.