Que el agua es indispensable para la vida y un recurso escaso en ciertas áreas geográficas son hechos ampliamente conocidos. En los países desarrollados el suministro de agua potable y de alta calidad está garantizado, lo que hace que en muchas ocasiones olvidemos de dónde proviene esa agua y cómo ha llegado a nuestros hogares. La respuesta está en las redes de distribución o abastecimiento: un sistema de obras de ingeniería, concatenadas, que llevan el agua desde su captación hasta la vivienda de los habitantes de una población. Dependiendo del tipo de agua captada, así como del tamaño y localización de la población, las redes pueden tener distintas estructuras, pero en todos los casos comparten un factor común: la complejidad de su gestión óptima.
Asumiendo que en Europa existen más de 3,5 millones de kilómetros de redes de distribución, y habida cuenta de su complejidad, las empresas distribuidoras de agua se enfrentan diariamente a numerosos retos para hacer frente a una gestión eficiente de las redes de abastecimiento. No obstante, en los últimos años se han desarrollado varios dispositivos electrónicos, herramientas informáticas y tecnologías que, integradas de la forma adecuada, tienen el potencial de cambiar el paradigma de la gestión de las redes de distribución de agua, convirtiéndolas en redes inteligentes o smart water networks.
Smartwater4Europe pretende demostrar los beneficios que aporta una red inteligente de distribución de agua
Una red inteligente está formada por un gran número de dispositivos que son capaces de medir múltiples parámetros característicos de la red de distribución, de forma automática y continua. Todos estos datos se envían, en tiempo real, a un sistema de almacenamiento que a su vez dispone de programas específicos para analizar y tratar de forma inmediata toda la información recibida. Finalmente, la información obtenida es utilizada para generar proyecciones y modelos que contribuyan a una gestión proactiva y predictiva de la red de abastecimiento, desde un punto de vista operativo y estratégico (priorización de inversiones, por ejemplo), permitiendo un seguimiento on line del funcionamiento de la red de forma remota. En definitiva, una smart network es aquella capaz de transformar señales en datos, datos en información e información e inteligencia.
ACCIONA Agua, en colaboración con Aguas de Burgos y otras veinte entidades europeas, ha implementado la primera red inteligente de distribución de agua en Burgos, como parte del proyecto europeo SmartWater4Europe. Este proyecto pretende demostrar, por primera vez y en cuatro ubicaciones distintas y con características diferentes, los beneficios que aporta una red inteligente de distribución de agua en relación con los siguientes retos: i) extremar la calidad de agua, ii) detectar y localizar fugas de forma temprana, iii) reducir el consumo energético asociado a la distribución de agua, y iv) mejorar la interacción con los usuarios. El objetivo final del proyecto es obtener los parámetros clave que debe tener una red de abastecimiento de agua para que se pueda implantar en cualquier población, independientemente de las características que tenga. Estos parámetros se obtendrán durante el último año del proyecto, a partir de la puesta en común de las experiencias realizadas en los sitios de demostración de Leeuwarden (Países Bajos), Reading (Reino Unido), Lille (Francia) y Burgos (España).
Concretamente, en la ciudad de Burgos se ha implantado un sistema de gestión de la red de suministro de agua potable que permite controlar en tiempo real la calidad del agua, el consumo de contadores y el estado de la red, pudiendo así desarrollarse estrategias avanzadas de gestión del negocio que aumenten la eficiencia global del sistema: optimización de las inversiones destinadas a la rehabilitación, reducción de pérdidas de agua y consumos anómalos, reducción de costes de reparación y mantenimiento, minimización de los tiempos de detección y resolución de incidencias de la red, así como de los tiempos sin servicio, disminución de la cantidad de agua no facturada, proactividad ante incidencias de la red y priorización de actuaciones de mejora. De esta forma, la ciudad mejora la calidad del servicio suministrado a la vez que es pionera en incorporar el concepto de smart city al suministro de agua.
En los tiempos de la Digitalización, el Big Data y la Industria 4.0 se hace absolutamente necesario acercar y conectar al ciudadano con las infraestructuras de la ciudad. La interoperabilidad, el acceso a la información, la gestión eficiente y la conectividad hacen que el concepto smart sea extrapolable a cualquier servicio que se le pueda dotar a la ciudadanía.
Para implantar este sistema de control activo de la red se han transformado tres sectores hidrométricos de distinta naturaleza (un sector industrial; un sector urbano y un sector residencial, con un total de 56 km de la red de abastecimiento de agua) en una smart water network. Para hacer frente a esta transformación, y con objeto tanto de controlar la calidad de agua en tiempo real como de detectar posibles fugas de forma anticipada, se ha desplegado una red de sensores de calidad de agua de última generación (que trabajan en base a distintas tecnologías), se han sustituido contadores “convencionales” por sus versiones electrónicas con dispositivos de comunicación y se han integrado la información proporcionada por los caudalímetros de sector al sistema de gestión global. Previo a la implantación en campo, los sensores se han validado previamente en el banco de pruebas que ACCIONA Agua tiene en su centro tecnológico del agua.
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Como elemento vertebrador del sistema de comunicación de la infraestructura se ha diseñado e instalado en los tres sectores una red fija de comunicaciones para transportar los datos registrados por cada contador hasta el Centro de Control de Datos vía radiofrecuencia 868 MHz y GPRS. Esta red, de estructura escalable por niveles, consta de diferentes elementos enrutadores/concentradores para la telelectura independiente en red fija de los contadores de agua domiciliarios.
Con una infraestructura hardware adecuada e instalada en el centro de Procesado de Datos de Aguas de Burgos se dota al sistema de las necesidades de computación necesarias para la conectividad de todos los orígenes de datos, sistemas de transmisión y soluciones software de gestión como la Business Intelligence desarrollada para este proyecto, así como gestión de abonados, sistemas GIS, etc.
Es absolutamente necesario acercar y conectar al ciudadano con las infraestructuras de la ciudad
El desarrollo software del proyecto gira en torno a la plataforma de Business Intelligence. Esta plataforma gestiona tanto la adquisición y almacenamiento de los datos, como su procesamiento y visualización, cruzándolos con el sistema de gestión de abonados y facturación, la información del telecontrol y los algoritmos diseñados y programados para la detección de fugas. Para dotar de reproducibilidad y escalabilidad al sistema, la adquisición y almacenamiento de datos se realiza de forma modular, sirviendo cada módulo de comunicaciones como nexo entre las diferentes fuentes de datos y el Big Data Center.
Mediante diferentes técnicas de análisis y procesado de información, varios algoritmos trabajan de manera diferente en la identificación de fugas, perfiles y predicciones de consumo, y gestión de la demanda.
La plataforma de Business Intelligence es accesible desde cualquier navegador y dispositivo portátil moderno. Las principales funcionalidades de la aplicación, desde el punto de vista del usuario se resumen en: Visualización de infraestructura y los elementos de la red; Análisis, predicción y estadísticas; Estado actual de los sectores; Información de explotación; Sensores de Calidad; y Contadores.
Además de todas estas funcionalidades, la aplicación cuenta también con un sistema de notificaciones para avisar de las posibles alertas notificadas por los analizadores de calidad del agua o por las baterías de los elementos de la red de contadores.
En resumen, este proyecto promueve la implementación de redes de distribución inteligentes con el objetivo de mejorar la gestión de la calidad del agua, la monitorización y control de fugas, la optimización energética y la interacción con el cliente: una mejora de la eficiencia que tiene un potencial de ahorro anual estimado de diez mil millones de dólares en todo el mundo. En definitiva, se puede afirmar que la Gestión Inteligente del Agua es un gran reto para todo el conjunto de la sociedad que ofrece un enorme potencial de mercado.
Por: Adrián Campos Gibert, técnico del dpto. de Automatización & Control de Acciona Agua.
