Evaluación de herramientas de gestión de activos de infraestructura para redes de distribución de agua potable en el contexto de empresas de agua en Colombia

Abstract

La prestación del servicio público de acueducto se enfrenta a constantes retos. Los activos que componen la infraestructura de acueducto envejecen y se deterioran, por lo tanto, las empresas de agua deben contemplar inversiones encaminadas a mantenerlos en buen estado para cumplir las metas de desempeño establecidas y la creciente demanda asociada al aumento poblacional. Estas inversiones deben buscar hacer un uso eficiente de los recursos financieros disponibles.

En esta investigación se consolida un marco de referencia de la gestión de activos en el contexto de empresas de agua, y se realiza una evaluación de una muestra de empresas colombianas para determinar su estado actual frente a los componentes clave de la gestión de activos. Se presenta un resumen de modelos determinísticos de deterioro disponibles, y se seleccionan dos para su aplicación en la red de distribución de agua de Manizales (Colombia). Allí se analizan las tuberías de asbesto cemento, policloruro de vinilo y polietileno, mediante la caracterización del comportamiento de la tasa de fallas y la aplicación de los modelos propuestos por Kettler y Goulter (1985), y Shamir y Howard (1979), para identificar tácticas de gestión de activos que puedan ser implementadas en la empresa. El ajuste de los modelos se evaluó mediante el MAPE (Mean Absolute Percentage Error), con resultados ligeramente mejores para el primero de ellos. No obstante, se concluyó que no son representativos del comportamiento de las fallas en las tuberías analizadas.

Se encontró que las tasas de falla de elementos con diámetro igual o superior a 8” son bajas, mientas que los mayores valores correspondieron a diámetros de 2” e inferiores. El 61% de las fallas se asociaron a uniones entre elementos, no a las tuberías propiamente dichas, mostrando que las uniones son las partes más vulnerables de la red.

Water distribution, as a public service, continually faces challenges. The assets that make up the water infrastructure system age and deteriorate; therefore, water companies must consider investments to maintain them in good condition to meet performance indicators and the growing demand associated with the population increase. These investments should seek to make efficient use of available financial resources.

This research carries out a reference framework for asset management in the context of water companies. It presents an evaluation of a sample of Colombian companies to determine their current status against the key components of asset management. A summary of deterministic deterioration models available is presented, leading to selecting two models for their application in Manizales' water distribution network (Colombia). The asbestos-cement, polyvinylchloride, and polyethylene pipes are analyzed by characterizing the failure rate's behavior and applying the models proposed by Kettler and Goulter (1985) and Shamir and Howard (1979) to identify asset management tactics that can be implemented in the company. The models were evaluated using the MAPE (Mean Absolute Percentage Error), with slightly better results for the first one. However, the conclusion was that these models are not representative of the failure rate's behavior in the analyzed pipes.

The research found that the failure rates of elements with a diameter equal to or greater than 8" are low, while the highest values corresponded to diameters of 2" and less. Around 61% of the failures were associated with joints between elements, not with the pipes themselves, showing that failures are the most vulnerable elements in the water network.