Modelo para la gestión eficiente de sistemas de alcantarillado basado en Machine Learning y Gis
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Date
2025-04-04
Authors
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Volume Title
Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
Las redes de alcantarillado son fundamentales para la salud pública y el medio
ambiente. Facilitan la gestión segura de aguas residuales, previenen enfermedades y
protegen los recursos hídricos. Su correcta implementación y mantenimiento son esenciales
para el desarrollo sostenible y la calidad de vida en las comunidades urbanas y rurales.
En cuanto a la finalidad de investigación, es plantear un modelo para la gestión
eficiente de sistemas de alcantarillado basado en machine learning y GIS, esto se logrará a
partir de nuestra metodología planteada en el documento, que consta de 3 pasos principales,
primero diagnosticar el estado de la red, segundo desarrollar el modelo planteado a través de
la identificación de variables clave y tercero identificar dicho e implementarlo en el modelo
GIS.
Como primer paso, para el diagnóstico de la red, se recopiló la data en formato de
shapefile, para su posterior limpieza y preprocesamiento, seleccionado las características
necesarias como las capas a utilizar y así poder exportar esta data en forma de tabla, seguido
de ello el segundo paso en el cual se utilizó algoritmos de agrupamiento o clustering el cual
nos permitió, tener agrupaciones basadas en machine learning, para ello se usó los algoritmos
k-means y DBSCAN que nos brinda la cantidad de clusters como resultado, teniendo en
cuanta las métricas usadas las cuales fueron ajustadas para su mejor precisión, para finalizar
con los clusters obtenidos se exporta la data y se suma los grupos al modelo en GIS así como
se hace una selección en degradado de los diferentes tipos de tuberías de acuerdo al cluster
asignado, para si poder tener el modelo separa desde el color verde al rojo indicando la
prioridad entre tuberías para su reemplazo o mantenimiento.
Como aporte el modelo busca contribuir a plantear las bases para tener un futuro
modelo de gestión de activos que permite tener un sistema de alcantarillado eficiente,
además que usa herramientas actuales como el uso algoritmos de clustering o agrupamiento
que son herramientas de la inteligencia artificial en machine learning, así como la
implementación del modelo en GIS para tener la visualización del modelo obtenido como
para su posterior uso en las diferentes especialidades.
Description
Keywords
Clustering, GIS