La Telegestión 4.0. definida por Lacroix Sofrel: Gestión inteligente del ciclo integral del agua

Para poder hacer una gestión inteligente de una red de aguas es necesario que las infraestructuras estén dotadas de las soluciones tecnológicas más avanzadas para facilitar dicha relación, equipos adaptados a cada tipo de instalación, y conectados a instrumentación adecuada, obteniendo y transmitiendo las informaciones de una forma fiable y eficaz. ¿Y cómo podemos llegar a estos objetivos? ¿Cómo mejorar la eficacia de una red de distribución y su consumo de energía? ¿Cómo puede garantizarse un abastecimiento cómodo y seguro para ciudadanos y empresas? Y respecto al medioambiente, ¿controlando vertidos al medio natural? Todo esto se puede solucionar mediante una herramienta fundamental: la Telegestión.

Antes de nada, habría que aclarar algunas definiciones. La Telegestión es el conjunto de productos y sistemas que emplean las tecnologías de la informática y de las comunicaciones con el fin de controlar a distancia instalaciones técnicas geográficamente repartidas o aisladas. Pone a disposición de explotadores y gestores de estas instalaciones un conjunto de herramientas que le permiten:

• Controlar permanentemente el funcionamiento de la instalación
• Avisar automáticamente en caso de avería o incidente
• Telemandar de los equipos
• Optimizar el funcionamiento de la instalación

Se distinguen habitualmente varios niveles de funciones en los sistemas de Telegestión:

Telealarma

La telealarma se caracteriza por la transmisión inmediata de averías con carácter de urgencia o de seguridad (alarmas, fallos de funcionamiento…) a un teléfono o puesto de control.

Objetivos: Reducción de incidentes, disminución de la duración de las interrupciones del servicio, optimización de los desplazamientos del personal de mantenimiento.

Telecontrol y Telemando

Permite controlar permanentemente y a distancia el funcionamiento de la instalación y actuar a distancia sobre los equipos controlados: cambiar a distancia consignas, órdenes, parámetros de funcionamiento…

Objetivos: realizar un diagnóstico a distancia mediante las informaciones recibidas que permiten encontrar mejores soluciones a los problemas, posibilidad de prevenir los incidentes gracias al seguimiento de las medidas (mantenimiento preventivo), mejor seguimiento de funcionamiento de los equipos…

Automatismo

Permite controlar automáticamente el funcionamiento de las instalaciones ya sea de manera local o remota, lo que nos permitirá un ahorro energético y reducción de costes.

Comunicación entre-estaciones

Permite transmitir informaciones entre estaciones remotas para control y/o mando.

Telegestión

Además de las funciones anteriores, el término Telegestión es el concepto más completo, ya que además permite realizar la adquisición, el archivo y la transmisión de informaciones generales relativas al funcionamiento de la instalación y así conocer los estados actuales (marcha/paro de los equipos, alarmas…), históricos y balances de medidas (niveles, parámetros ambientales…), cálculos y contadores (caudales medios, nº de arranques, tiempo de funcionamiento…). Las informaciones se podrán visualizar de diferentes formas: sinópticos gráficos, curvas, informes Excel…

Objetivos: seguimiento de explotación, optimización del funcionamiento, mejor rendimiento, ayuda a la gestión al utilizar herramientas informáticas que permiten un tratamiento económico y estadístico de los datos, planificación de mantenimientos…

En cada instalación que queremos controlar nos encontraremos con una serie equipos electrónicos de Telegestión (Estaciones remotas o RTU, dataloggers…) que son los encargados de controlar los diferentes elementos de campo que provienen, o bien de manera directa mediante señales eléctricas de captadores, contadores, sensores, contactos…, o bien mediante otros sistemas de comunicación (conexión serie, módems…).

Las informaciones adquiridas podrán ser transmitidas a diferentes interlocutores, ya sean otros equipos de Telegestión a través de una comunicación entre-estaciones, o bien hacia un Puesto Central o un servidor de alojamiento de datos en la nube.

Existen varios tipos de soportes de transmisión: GPRS, Ethernet, ADSL, Radio, Wifi…y la elección del soporte de transmisión se realiza en base a varios condicionantes:

1. Condicionantes técnicos: dependiendo de las características específicas de la instalación (cómo funciona, de las informaciones a controlar, qué puntos deben estar relacionados entre sí...) se elegirá el mejor soporte de comunicación.
2. Condicionantes geográficos: dependiendo de la localización se deberá elegir el soporte más idóneo.
3. Condicionantes económicos: dependiendo del tipo de instalación será más favorable elegir uno u otro soporte que a medio o largo plazo resulte más económico.

Por otra parte, las funciones principales del Puesto Central serán la comunicación a distancia con las estaciones remotas, el archivo centralizado, tratamiento de los datos, visualización de los datos en sinópticos gráficos, curvas, o tablas, acceso Web para otros usuarios a través de Internet…

En Lacroix Sofrel ofrecemos soluciones de telegestión para cada estructura del ciclo integral del agua que permiten controlar y optimizar su funcionamiento: vigilar las instalaciones 24/7, alertar en caso de fallo, gestionar y automatizar los diferentes elementos que encontramos en las redes de agua, sin tener que intervenir directamente…

Los equipos que instalaremos en cada infraestructura (RTU, dataloggers...), realizan el cálculo, archivo de los datos y los comunican a los puestos centrales, permitiendo el posterior análisis y optimización del funcionamiento de la red permitiendo ahorrar en recursos de agua y reduciendo los costes de explotación. A continuación, analizaremos las diferentes partes del ciclo del agua y los datos que la telegestión puede suministrarnos.

En esta parte del ciclo del agua necesitamos captar, almacenar y tratar el agua para que sea apta para el consumo humano. Encontramos diferentes estructuras: captaciones, pozos, embalses, bombeos, depósitos, Estaciones de Tratamiento… Según su tipología es necesario obtener diferentes informaciones que ponemos como ejemplos a continuación:

Captación/ Pozo / Bombeos

En esta infraestructura, en la que se impulsa el agua hacia un sistema de almacenaje, es necesario conocer el nivel de agua, caudal, presión, así como controlar la marcha y el paro de las bombas en función de periodos eléctricos tarifarios: conocer el nº de arranques y tiempo de funcionamiento, realizar el automatismo bombeo, estar avisado de los fallos, seguir el consumo energético y los parámetros cualitativos… Mediante los equipos de Telegestión es posible seguir el funcionamiento, recuperar los balances de los contadores de agua, transmitir las alarmas, y comunicar con las demás instalaciones.

Depósito

En estas instalaciones se almacena el agua y es preciso conocer el nivel, volumen distribuido de agua, presiones, tener un control de los accesos, alarma de intrusión… En el caso de que el depósito esté alejado de su bombeo es posible tener comunicación entre estaciones para enviar las órdenes de arranque y paro.

ETAP (estación de tratamiento)

En las estaciones de tratamiento se realizan procesos para que el agua esté lista para su consumo. Además de automatizar los procesos de estas instalaciones (filtros, bombas, válvulas…), los equipos de Telegestión pueden obtener medidas de niveles, caudales, presiones, mediciones de calidad (pH, turbidez…), seguimiento de los tiempos de funcionamiento, así como contadores del volumen de agua tratada… Informaciones que se envían al puesto central.

Para poder luchar contra las fugas y para mejorar el rendimiento de la red de distribución, los explotadores de agua dividen sus redes en sectores o zonas de algunos Km, instalando contadores en las canalizaciones. De esta forma se puede realizar un análisis, sector por sector y así aislar las zonas con fugas, y obtener una mayor eficacia del personal dedicado a la búsqueda con un seguimiento a diario de los caudales y consumos red por red.

Las arquetas de sectorización son lugares con condiciones ambientales muy severas, inundables, y enterradas.

Gracias a la implantación de los data loggers registradores-transmisores de datos, con una autonomía de batería de 10 años que comunica por GPRS/3G, y estancos, es posible realizar el seguimiento y el registro de los caudales, en particular los caudales nocturnos para poder seguir las evoluciones en la red de agua potable a lo largo del tiempo. La sectorización se implanta tanto en zonas rurales, como en zonas urbanas e industriales, lo que permite también un seguimiento diario para los grandes consumidores.

Arquetas de contador y de válvula

Mediante los dataloggers y la instrumentación adecuada, se obtienen la lectura de los contadores de sectorización, se calculan y archivan los caudales medios diarios y nocturnos, control de los umbrales de alerta, medición de presiones… Además, se puede pilotar el circuito de apertura y cierre de una válvula de regulación de presión mediante según un periodo horario y/o umbral de caudal, sin necesidad de acometida eléctrica.

Grandes consumidores

Los dataloggers también adquieren las lecturas de los contadores ‘grandes consumidores’, calculando y registrando los caudales medios diarios y nocturnos, controlando los umbrales de consumo, y medición de presiones.

En esta parte del ciclo integral del agua, se recogen las aguas residuales, mediante redes de alcantarillado y/o pluviales y se transportan por canalizaciones hacia la depuradora. Es necesario en ocasiones impulsar el agua mediante estaciones de rebombeo. Para evitar que en épocas de lluvias las depuradoras gestionen caudales muy elevados, es necesario aliviar dicho caudal mediante aliviaderos de tormenta, que vierten volúmenes al medio ambiente. Así mismo existen tanques de tormenta que acumulan agua residual durante un tiempo para realizar un pre-tratamiento y ayudar a la depuradora en sus procesos. Por lo tanto, para el control del funcionamiento óptimo de la red de saneamiento y para conocer la contaminación derivada de vertidos incontrolados al medio ambiente y cumplir con la normativa vigente, es necesario equipar con sistemas de Telegestión. El objetivo final es el diagnóstico permanente de la red mediante la instalación de más puntos de medición e instrumentación. Estos datos obtenidos contribuirán a evaluar e interpretar las aportaciones de los municipios limítrofes los vertidos industriales en la red, detectar las aguas limpias parásitas, evaluar la periodicidad de limpieza de algunos colectores, anticipar las evoluciones de las cargas o identificar las insuficiencias hidráulicas.

Tanques de tormenta

Mediante equipos de Telegestión el automatismo en estas infraestructuras de tormenta permite gestionar el llenado y el vaciado, así como la limpieza de todo el tanque de tormenta.

Aliviaderos de tormenta

En este tipo de infraestructura es necesario registrar el número y duración de los vertidos realizados el medio natural y el caudal de los efluentes, y cumplir así con la normativa vigente. Gracias a los data loggers se realiza un seguimiento del funcionamiento de estos aliviaderos de tormenta archivando y transmitiendo por GPRS los datos. Este producto se utiliza principalmente por su robustez y su aplicación en lugares que no disponen de electricidad.

Estaciones de bombeo

Cuando no es posible hacer circular el agua residual por gravedad se emplean sistemas electromecánicos para elevar los efluentes. Será por tanto indispensable contar con equipos de Telegestión para el control de arranque de las bombas según la medida de nivel en los depósitos. Además se podrán disponer de informaciones relativas al control de fallos, tiempo de funcionamiento de las bombas, cálculo del caudal y volumen bombeado, y de esta forma conocer mejor nuestra red de saneamiento.

Estaciones de depuración

Las depuradoras recogen las aguas sucias y las convierten en agua limpia para su devolución al medio ambiente. Para ello se realizan múltiples procesos automatizados, y gracias a la Telegestión se pueden controlar a distancia los motores eléctricos, bombas de rebombeo, bombas de recirculación, grupos de presión, medición de los caudales... Se puede efectuar un tiempo de funcionamiento, control del proceso de depuración, seguimiento de los consumos energéticos… Además de las alarmas que se envían directamente a un teléfono y a un puesto central las 24 horas.

La Telegestión de una red de agua aporta una serie de ventajas y constituye hoy en día una solución flexible y adaptable para reducir costes de explotación y de gestión de las infraestructuras.

En resumen, las principales aportaciones de la Telegestión de una red de agua son:

• Seguridad y fiabilidad en las instalaciones al controlar permanentemente las instalaciones y la red y estar avisados de cualquier anomalía o fallo, pudiendo anticiparse a su deterioro.
• Actuar a distancia sobre los equipos controlados.
• Mejorar la eficiencia energética en las instalaciones automatizando su funcionamiento y así conseguir un triple ahorro energético:

1. Ahorro directo de energía

- Reducción de los consumos energéticos de los equipos en función del coste de la energía y de las necesidades reales de la instalación

2. Ahorro de agua: ahorro de energía

- Reducción de las fugas y del agua no facturada

- Optimización de los rendimientos de las redes

- Reducción de volúmenes bombeados

3. Ahorro en la explotación: ahorro de energía

- Gestión óptima de los recursos

- Reducción de los costes de intervención y desplazamiento

- Facilitar el mantenimiento de los equipos

- Reducción de los tiempos de interrupción del servicio

- Reducción de costes al usuario

• Realizar un diagnóstico de las redes, analizando la base de datos que permitirá que los responsables efectúen la toma de decisiones correcta en diferentes actuaciones.
• Respetar las normas medioambientales garantizando un tratamiento de depuración continuo, haciendo ciudades más sostenibles y evitar sanciones por parte de la Administración.
• En el ámbito de las aguas residuales, garantizamos un tratamiento de depuración continuo, lo que siempre nos permite verter las aguas tratadas al medio natural.
• Mejorar la calidad de servicio a los usuarios, evitando interrupciones en el servicio, estando informados de diferentes parámetros de la calidad de las aguas, o de cortes en el suministro, o incluso de los consumos que realizan.

Para las infraestructuras del agua con energía (bombeos, depósitos, depuradoras...), ubicadas generalmente en lugares aislados, es idóneo instalar RTU’s de Telegestión (gama Sofrel S500/AS/S4W) que ofrecen una solución industrial adaptada a las instalaciones hidráulicas: funciones específicas para las instalaciones de agua, modulares… se adaptan a cualquier instalación con una protección muy elevada contra rayos. Son productos innovadores, fiables y sencillos de utilizar, con posibilidad de automatizar procesos y gran apertura en comunicación.

Para infraestructuras en las que resulta imposible contar con una fuente de alimentación (arquetas de sectorización, aliviaderos de tormenta…), son los data loggers (Gama Sofrel LS/LT) los productos a elegir. Diseñados para instalarse en entonos difíciles como arquetas enterradas inundables, son estancos y robustos, autónomos y de muy bajo consumo, con una comunicación fiable sin hilos. Los data loggers (Gama Sofrel LS/LT) aportan una respuesta eficaz y económica para la gestión y el diagnóstico permanente de las redes de agua potable y saneamiento.

Los datos que se recogen se pueden transmitir a través de un soporte de comunicación elegido en función de sus condicionantes económicos, y técnicos. Por eso red GSM/GPRS/3G se convierte en un soporte ideal para transmitir los datos a un centro de control, alarmas a los diferentes usuarios o comunicar entre estaciones.

Desde el centro de control (Sofrel PCWin2, Web LS…), podremos analizar el funcionamiento del conjunto de las informaciones provenientes de los equipos ofreciendo múltiples funciones: tratamiento de datos, informes de explotación, sinópticos gráficos, trazados de curvas, acceso web para otros usuarios, etc.

Todas estas tecnologías conectadas para una gestión del agua inteligente no son útiles si no van acompañadas de fuertes medidas y obligaciones de seguridad.

La ciberseguridad o capacidad de proteger y defender las redes o sistemas de los ciberataques, debería aparecer como una preocupación fundamental de los explotadores, al ser infraestructuras críticas.

Las diferentes normativas actuales como la Directiva europea 2016/1148, o en España la ley PIC (ley de protección de infraestructuras críticas) y las recomendaciones de los organismos (Incibe, CNPIC…), permitirán disponer de los planes estratégicos de protección para instalaciones de agua.

Por lo tanto, es necesario que los diferentes proveedores de tecnologías conectadas proporcionen desde ya, soluciones que se adapten a este nuevo escenario con funcionalidades como éstas:

• Autentificación de los usuarios y sistemas de red. Cada usuario debería tener un login/contraseña que les otorgue derechos de accesos a los equipos. Igualmente sería necesario que todas esas informaciones se centralizaran para que un administrador permita su acceso y que las posibles modificaciones se reenvíen automáticamente. Poder contar con aplicaciones que gestionen fácilmente certificados electrónicos de cada elemento de la red.
• Confidencialidad e integridad de los datos. Todas las comunicaciones deberán estar cifradas. Esto garantizaría la confidencialidad de todos los datos de la red y la preservación del saber hacer del explotador.
• Monitorización de los intercambios de seguridad. Todas las conexiones, actualizaciones es intercambios entre los elementos deberían estar monitorizados, permitiendo conocer así su trazabilidad mediante informes detallados, incluso con informaciones de diagnóstico.

Esquema ciberseguridad.

Por ello, Lacroix Sofrel, como figura relevante en el sector de IoT, asume su posición y sigue acompañando, y más aún con su nueva gama S4W, a los clientes en este nuevo desafío.Gracias a su gran experiencia en electrónica, telecomunicaciones, automatización y ciberseguridad, seguirá siendo un referente en la aportación de soluciones para una gestión inteligente del agua.