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Proyecto SMILER: Innovación al servicio de la reducción de fugas en redes sectorizadas

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Sobre la Entidad

Grupo INCLAM
Grupo internacional, dentro del Mercado Alternativo Bursátil, que se dedica al sector de la ingeniería del agua y el cambio climático. Gracias a su expansión dispone de delegaciones en Latinoamérica y Caribe, España, África Subsahariana y Asia.
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Los planes de gestión de fugas se han convertido en las últimas décadas en una actividad estratégica para la mayoría de empresas operadoras de redes distribuidoras de agua. A lo largo del recorrido que realiza el agua, desde los elementos de captación, tratamiento y almacenamiento situados en cabecera hasta los usuarios finales, todas las redes sufren un determinado volumen de pérdidas. El porcentaje de pérdidas que ocurre en cada sistema varía desde valores cercanos al 5% en redes consolidadas con elevado rendimiento, hasta más del 50% en sistemas con una infraestructura en mal estado. Conocer la cantidad exacta es una tarea prácticamente imposible, por lo que se recurre a estimaciones globales a nivel de subsistemas de red.

Para precisar mejor este valor, las empresas llevan a cabo balances hídricos del volumen de agua total que suministra, valiéndose de información recabada a través de caudalímetros y contadores. Estos balances suelen llevarse a cabo de forma mensual, semanal o a lo sumo diarios. Si bien sirven para la gestión a medio plazo de una empresa, la aparición repentina de fugas, por ejemplo debido a roturas en conducciones principales, debe ser gestionada con la mayor brevedad posible. El volumen total de agua pérdida a través de roturas puede ser muy importante.

En España, se calcula que en los últimos años se pierde alrededor del 15% en el conjunto de redes de abastecimiento y distribución. El caudal fugado ha generado un mayor impacto en las últimas décadas, por el carácter singular de este vital fluido y su cada vez menor disponibilidad debido a dos aspectos fundamentales: mayor urbanización de países emergentes, y predicciones pesimistas que arrojan los escenarios futuros asociados al cambio climático en cuanto a escasez de recursos naturales. Así, el problema de las pérdidas pasa a afectar, no sólo de forma económica a empresas operadoras, sino también a la sociedad y al medio ambiente.

El volumen total de agua pérdida a través de roturas puede ser muy importante

Para reducir su impacto, en las últimas décadas surgen numerosas estrategias y dispositivos innovadores. Entre ellos destaca la sectorización que ha permitido reducir el ámbito de estudio a la hora de realizar los balances anteriormente citados, y localizar con mayor precisión fugas importantes. Otra gran línea de trabajo es la localización de fugas mediante instrumentación específica como geófonos, correladores o trazadores de gas. A pesar de estar considerados elementos de gran ayuda para la localización de pérdidas, suelen necesitar grandes recursos en cuanto a inversión económica, tiempo y personal dedicado a las tareas de campo que conlleva. Otro problema no resuelto por estas técnicas es que, desde el momento en el que emerge una nueva fuga hasta que se inicia una campaña activa de localización, pasa un periodo de tiempo durante el cual emana de forma continua un determinado caudal de agua que puede suponer el mayor porcentaje dentro de la vida total de la fuga.

Por ello, cada vez es más frecuente encontrar iniciativas centradas en detectar de forma temprana la aparición de nuevas roturas en sus instantes iniciales, en vez de tratar de localizar fugas existentes. Para este cometido, la utilización de algoritmos basados en el análisis de datos resulta muy conveniente. En particular, los algoritmos y modelos basados en técnicas de machine learning se están introduciendo en el ámbito académico, y de manera incipiente en la práctica profesional.

En este contexto, INCLAM promueve el presente proyecto de investigación con objeto de desarrollar un sistema que permita a empresas operadoras de agua la reducción de fugas en redes sectorizadas, tecnología que aplica el machine learning. En el proyecto se prevé abordar algunos de los aspectos clave en la gestión de las redes de abastecimiento con el objetivo final de reducir las fugas: caracterización de la red y los perfiles de usuario; modelación hidráulica más realista con modelos basados en la presión; mejora en la predicción de la demanda; clasificación de eventos y localización de posibles fugas. Todos los desarrollos se aplicarán a un caso piloto real, usando datos proporcionados por una de las operadoras de aguas que han mostrado su interés en el proyecto.

INCLAM promueve el presente proyecto de investigación con objeto de desarrollar un sistema que permita a empresas operadoras de agua la reducción de fugas en redes sectorizadas

INCLAM ya comercializa una herramienta de gestión de la operación de redes de abastecimiento a través de su empresa tecnológica WatEner, y ha detectado el interés de los usuarios por disponer de funcionalidades adicionales. El proyecto se plantea en colaboración con CIMNE, un centro de investigación líder en el desarrollo y aplicación de métodos numéricos en diversos problemas de ingeniería, que aporta herramientas capaces de resolver problemas relacionados con la predicción de series temporales, aplicables a la series de demanda de agua. Tiene experiencia previa en cuanto a modelos basados en machine learning que están aplicando en ámbitos tan diversos como la seguridad de presas y el manejo de pacientes de artritis reumatoide. Su equipo además está liderado por un Doctor Ingeniero de Caminos experto en la gestión de redes de distribución de agua que conoce la problemática descrita, por haber trabajado durante los últimos años en proyectos de investigación en colaboración con importantes empresas operadoras del sector, a la vez que desarrollaba su tesis doctoral en este mismo tema.

Las dos entidades poseen amplia experiencia no sólo en el desarrollo de tecnología innovadora en forma de herramientas informáticas, sino también en la gestión y participación en proyectos de I+D+I. Si bien CIMNE destaca como centro de investigación, INCLAM aporta su y capacidad tecnológica y experiencia en diversos proyectos de este mismo plan ‘Plan de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016’, así como de otras convocatorias nacionales y europeas.

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