Udías, A. y Elorza, F.J. 2005. Optimización de perímetros de protección de acuíferos mediante un algoritmo genético. Boletín Geológico y Minero, 116 (2): 155-166 ISSN: 0366-0176 155 Optimización de perímetros de protección de acuíferos mediante un algoritmo genético A. Udías y F.J. Elorza Departamento de Matemática Aplicada y Métodos Informáticos, ETSI de Minas, Universidad Politécnica de Madrid c/ Ríos Rosas, 21. 28003 Madrid. E-mail: audias@dmami.upm.es RESUMEN Se presenta una aplicación de los algoritmos genéticos para la gestión óptima de un acuífero en las proximidades de una fuente de con- taminación, consiguiendo simultáneamente maximizar los caudales extraídos y minimizar el área contaminada. Particularmente, se ha desarrollado un algoritmo genético para ser utilizado en la optimización de la explotación de campos de pozos de bombeo. El método aporta mejoras respecto a otros en los que se aplican métodos de programación lineal, tanto en la calidad de la solución alcanzada, como en la aplicación a un mayor rango de problemas de gestión, (restricciones no lineales o regiones factibles inconexas), así como para la determinación de la localización óptima de los pozos de bombeo. Palabras clave: algoritmos genéticos, contaminación de acuíferos, gestión óptima, perímetros de protección, simulación numérica Optimization of the perimeters of aquifer’s protection by means of a genetic algorithm ABSTRACT We present an optimal management method using genetic algorithms which allows us to maximize pumping rates and to minimize con- taminate area simultaneously. Therefore, a genetic algorithm has been developed to be applied in the pumping wells fields management optimization. This optimization method is able to provide improvements respect to the ones in which linear programming are applied, so much in the quality of the solution, like in the application to a bigger range of problems (non linear restrictions or non-conexe feasible regions, etc) as well as situate the best location of each well. Key words: aquifers contamination, genetic algorithm, numeric simulation, optimal management, protection perimeters Introducción La extracción, mediante bombeo en pozos, del agua subterránea contenida en un sistema acuífero consti- tuye una de las formas más usuales para satisfacer la demanda de agua. Sin embargo, por razones ambien- tales (sobreexplotación de acuíferos, intrusión mari- na, confinamiento de zonas de suelo contaminadas,...) o legales (niveles mínimos en pozos vecinos, etc.), en muchas ocasiones el caudal de bombeo máximo admisible es, en principio, desconocido. La determi- nación y aplicación de este caudal máximo admisible constituye un ejemplo de lo que se denomina gestión óptima de campos de pozos de bombeo. En el problema de la gestión óptima las variables son, además de las alturas piezométricas, las condi- ciones de contorno y algunas otras denominadas variables de decisión, como las recargas artificiales o los caudales de bombeo. Un ejemplo de función obje- tivo sería, maximizar el caudal a bombear, sabiendo que no se puede sobrepasar un cierto valor por cau- sas técnicas y que el nivel piezométrico en determi- nadas zonas no puede estar por debajo de cierta cota, ya que esto llevaría aparejado problemas ambienta- les o socioeconómicos. Un estudio exhaustivo sobre la aplicación de los métodos de optimización para la definición de políti- cas de gestión óptima de acuíferos fue el de Gorelick (1993), quien diferenció entre los métodos de inyec- ción y los de funciones de influencia. En los primeros, la ecuación del flujo, junto con las condiciones de contorno, las recargas y descargas conocidas y las variables de control, se representan mediante un sis- tema de ecuaciones algebraicas lineales o no lineales, generado mediante la aplicación de algún algoritmo de aproximación numérica a la ecuación de flujo en medio poroso. Dicho sistema de ecuaciones se toma- rá como restricción del problema de gestión óptima.