Alternativas libres a softwares comerciales en recursos hídricos

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Sobre el blog

José Diego García Núñez
Estudio de ingeniería y consultoría. Preparamos documentación técnica para licitaciones de obra civil y edificación. Elaboración de proyectos, cálculos y presupuestos.
  • Alternativas libres softwares comerciales recursos hídricos

El software libre está evolucionando, haciéndose más robusto y teniendo muchos más usuarios. Existen una serie de alternativas libres para muchos software comerciales:

Software de Sistemas de Información Geográfica (SIG)

  • Comercial: ArcGIS
  • Libre: QGIS

Crea, edita, visualiza, analiza y publica información geoespacial en Windows, Mac, Linux, BSD (próximamente Android).

QGIS (anteriormente llamado Quantum GIS) es un Sistema de Información Geográfica (SIG) de código libre para plataformas GNU/Linux, Unix, Mac OS, Microsoft Windows y Android. Permite manejar formatos raster y vectoriales a través de las bibliotecas GDAL y OGR, así como bases de datos. Algunas de sus características son:

  • Soporte para la extensión espacial de PostgreSQL, PostGIS.
  • Manejo de archivos vectoriales Shapefile, ArcInfo coverages, Mapinfo, GRASS GIS, etc.
  • Soporte para un importante número de tipos de archivos raster (GRASS GIS, GeoTIFF, TIFF, JPG, etc.)

Una de sus mayores ventajas es la posibilidad de usar Quantum GIS como GUI del SIG GRASS, utilizando toda la potencia de análisis de este último en un entorno de trabajo más amigable. QGIS está desarrollado en C++, usando la biblioteca Qt para su Interfaz gráfica de usuario. Quantum GIS permite la integración de plugins desarrollados tanto en C++ como Python.

Software Hidroquímico

  • Comercial: Aquachem
  • Libre: Diagrammes

Diagrammes es un software de uso libre, creado por la Universidad de Avignon, es liviano y fácil de usar. Lo mejor es que no te cobran por hacerlo y te da buenos resultados. Permite realizar gráficos de Piper, Schoeller-Berkalov, Stiff, Binarios (estos permiten combinar una gama importante de parámetros, incluyendo datos isotópicos), Riverside/Wilcox, Korjinski, simulación de ph, cálculos estadísticos y modela usando algoritmo Phreeq. Permite además exportar lo gráficos realizados a un archivo jpg, bmp, fem y de tipo vectorial. De igual forma permite el cálculo de balance iónico, conductividad, TDS, pCO2, etc.

Los datos se pueden introducir en mg/l desde un archivo de Excel.

El idioma original es francés, pero también podemos cambiarlo a español o inglés (inclusive podemos agregar otro idioma creando un archivo txt como “Diagramme_lng.es”).

Software de Gestión del Agua

  • Comercial: GoldSim
  • Libre: HEC ResSim

Hydrologic Engineering Center’s Reservior System Simulation (HEC-ResSim) es usado como modelamiento de gestión del agua.

Entre las diversas aplicaciones que tiene este software se tienen las siguientes:

  • Simulación de la operación de reservorios para la gestión del riesgo de inundaciones.
  • Aumento en los bajos flujos y planeamiento del suministro de agua.
  • Investigaciones del plan de regulación de reservorios detallados.
  • Soporte para la toma de decisiones a tiempo real.

Software para Análisis y Visualización de Datos

  • Comercial: Matlab
  • Libre: Python

Pese a que a día de hoy MATLAB es imbatible en ciertos campos, Python empieza a ser una alternativa real gracias a sus librerías llamadas NumPy / SciPy para operaciones númericas, Cython para optimizaciones de código a bajo nivel, IPython para trabajar de forma interactiva, Pandas para análisis de datos y matplotlib para gráficas etc.

Hoy en día, muchas de las ofertas de trabajo para ingenieros solicitan conocimientos de MATLAB. Debido a que empezar a trabajar con MATLAB sólo requiere conocimientos de álgebra y cálculo con matrices, es la herramienta utilizada en muchas de las universidades y escuelas de ingeniería. Hasta aquí MATLAB sólo da satisfacciones, todo es sencillo y con los toolboxes ilimitados apenas hay que programar nada más que scripts que hagan usos de estas funciones.

Sin embargo una licencia comercial de MATLAB suele costar unos 15000 € de media. Por lo que las empresas que pueden afrontar ese coste exigen conocimientos elevados para recuperar la inversión.

Python empieza a ser una alternativa real para muchas de las funciones de MATLAB. Es un lenguaje de programación mucho mejor que MATLAB puesto que es un lenguaje muy fácil de leer, escalable y que sirve para muchas más funciones que el cálculo científico.

La instalación de Python para Windows es (o era), especialmente tediosa. Por eso, si quieres empezar con Python como ingeniero y no sabes cómo te recomendamos tres opciones:Anaconda, Python(x,y) y/o WinPython, Canopy.

Software para Dinámica de Fluidos Computacional

  • Comercial: Ansys Fluent
  • Libre: OpenFOAM

OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) es un software de código abierto que estudia el comportamiento de los fluidos. Tiene múltiples aplicaciones para resolver problemas relacionados con la dinámica de fluidos, como reacciones químicas, turbulencias, transferencias de calor o electromagnetismos.

Se utiliza principalmente para la Dinámica de fluidos computacional (CFD), pero ha encontrado su uso en otras áreas tales como el análisis de esfuerzos, la electromagnética y las finanzas porque es fundamentalmente una herramienta para la resolución de ecuaciones diferenciales parciales en lugar de un paquete de CFD en el sentido tradicional.

Algunos standards solvers:

  • Flujos incompresibles: simpleFoam y pimpleFoam para MRF y modelaje de medios porosos; pisoFoam.
  • Flujos compresibles: rhoSimpleFoam y rhoPimpleFoam para MRF y modelaje de medios porosos.
  • Transferencia de calor y convección natural: buoyantSimpleFoam y buoyantPimpleFoams; buoyantBoussinesqSimpleFoam y buoyantBoussinesqPimpleFoam.
  • Flujos multifásicos de superficie libre (VOF): interFoam

OpenFOAM solo está disponible para el sistema operativo Gnu/linux.

Software de Modelamiento de Aguas Subterráneas

  • Comerciales: Feflow, Groundwater Vistas, Visual MODFLOW Flex
  • Libre: MODFLOW con Model Muse

MODFLOW es un modelador de flujo por diferencias finitas desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos, el cual consiste de un código fuente que resuelve mediante interacciones la ecuación de flujo del agua subterránea. Se usa en hidrogeología para simular el flujo subterráneo de cualquier acuífero. El programa es de código libre, escrito principalmente en Fortran, y puede ser compilado y corrido en los sistemas operativos DOS, Windows o Unix.

Desde que el modelo original fue desarrollado en los años 80 el Servicio Geológico de los Estados Unidos lo considera como un código estándar para simulaciones de acuífero. Actualmente se ha desarrollado algunas interfaces gráficas para MODFLOW.

Fuentes:

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