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Tratamiento de agua inteligente y datos abiertos

Datos abiertos Empresas de suministros Energía

30 mayo 2017

Tiempo de lectura: 8 min

El reportero Bill Lucia planteó una pregunta difícil en la edición de abril de la Ruta Cincuenta:“¿Cómo una ciudad de 312 personas se benefician de una modernización del sistema de agua de $ 3.6 millones?” Para la pequeña ciudad de Hysham, Montana, la respuesta fue afortunadamente encontrada en el Departamento de Préstamos y subvenciones de Agricultura de los EEUU.

Otras comunidades no podrán aprovechar las mismas fuentes si se aprueba el presupuesto propuesto por la Casa Blanca, pero aún si el financiamiento para el programa sobrevive al presupuesto, se mantendrán los increíbles desafíos para la gestión, protección y conservación de los recursos hídricos.

LOS GRANDES Y PEQUEÑOS RETOS DEL AGUA

Según la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, Estados Unidos tendrá que invertir un mínimo de $ 123 mil millones por año en los próximos 10 años para lograr un buen estado de reparación de su infraestructura de agua que incluye algunos sistemas que tienen más de 100 años de antigüedad.

A nivel mundial, el reto es aún más desalentador. Muchas comunidades están luchando no sólo con una infraestructura de agua envejecida, sino con una falta de agua potable y servicios de saneamiento, incluyendo a 827,6 millones de personas que viven en tugurios en todo el mundo.

El Programa Nacional de Agua y Saneamiento apoyado por el Banco Mundial trae mejores servicios de agua y saneamiento a zonas rurales de Azerbaiyán. World Bank, CC BY-NC-ND 2.0

Además de los retos de la infraestructura, el agua dulce es cada vez más escasa. Según la ONU, alrededor de 700 millones de personas en 43 países se ven afectadas por la escasez de agua hoy en día, y para 2025, dos tercios de la población mundial podría vivir bajo condiciones de estrés hídrico.

La escasez de agua, la infraestructura inadecuada o en envejecimiento, el crecimiento de la población, la contaminación, las tormentas más intensas y frecuentes, las sequías e inundaciones, todas estas presiones convergen para dar urgencia a la necesidad de aumentar la inversión mundial en infraestructuras hídricas y desarrollar una conservación inteligente del agua, así como soluciones para su gestión..

Afortunadamente, existen estrategias innovadoras que pueden ayudar a las comunidades a conservar el agua y a mejorar sus infraestructuras existentes de manera pragmática o, alternativamente, desplegar nuevas infraestructuras donde no las hay ahora, y alcanzar la conservación y la gestión inteligente desde el principio.

EL INTERNET DE LOS OBJETOS PARA UNA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA

Desde las nuevas técnicas de desalinización y tratamiento de aguas residuales hasta sistemas de destilación de aire a agua, la ciencia y la tecnología están impulsando muchos de los nuevos enfoques innovadores actuales para asegurar y preservar los recursos de agua dulce. Una innovación técnica en particular, el crecienteInternet de las Cosas (IoT), ya ha comenzado a desempeñar un papel importante en una gestión más inteligente del agua.

En los sistemas de agua inteligentes habilitados para IoT, una amplia gama de sensores se despliegan en toda la infraestructura de agua y se conectan a través de redes inalámbricas. Estos sensores pueden medir volumen, flujo, temperatura, presión, vibraciones, niveles de humedad y más. Los sensores también están integrados en "medidores inteligentes" en red desplegados en hogares y negocios.

Estos sensores multiuso de medidores e infraestructuras, en efecto, dan a las redes de agua un sistema nervioso. Pueden enviar información vital de vuelta a los sistemas centrales para monitoreo en tiempo real, análisis y control de sistemas de agua. O bien, si los dispositivos sensores están equipados con chips avanzados y sistemas de control, pueden recopilar y actuar de forma autónoma, por ejemplo apagando automáticamente el flujo de agua y enviando una alerta si se detecta una fuga o una ráfaga.

LAS VENTAJAS DE LAS REDES INTELIGENTES DE AGUA

La detección remota y en tiempo real de fugas y ráfagas es uno de los principales beneficios de las redes inteligentes de agua. La respuesta rápida que permite reducir la pérdida de agua y los costos de reparación, y reduce la cantidad de energía y dinero desperdiciado que purifica el agua gastada.

Es así que las pérdidas son sustanciales. En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) estima que 2.1 billones de galones de agua limpia y tratada se pierden anualmente a las filtraciones de la infraestructura de agua, lo que cuesta a los proveedores de agua $ 2.6B. En total, la pérdida de agua en los EE.UU. debido a la infraestructura de envejecimiento y sistemas de medición anticuados se estima en un 10-30% al año. En todo el mundo, la ONU considera que un tercio de los países que informan pierden más del 40% del agua potable bombeada a sus sistemas de distribución; teniendo la India la mayor pérdida de agua no recaudatoria (NRW) en un 60%.

Además de reducir las pérdidas de NRW, otras ventajas de la tecnología del agua inteligente incluyen:

  • Reducción de los costes laborales asociados a la lectura manual del medidor.
  • Conservar el agua y reducir los costos analizando el uso y adaptando dinámicamente la oferta a la demanda, o proporcionando suficientes mecanismos de concienciación y fijación de precios para atraer a los consumidores a hacerlo por sí mismos.
  • Monitorear continuamente la calidad del agua y responder tempranamente a lo que puede convertirse en problemas altamente dañinos y costosos.

Todos éstos son beneficios importantes, pero la reducción de las pérdidas de NRW a través de la detección de fugas y la medición precisa es el beneficio que cuenta con un impacto de fondo más grande e inmediato. Mientras todos los fondos de conservación pueden ser redirigidos hacia las necesidades de infraestructura de urgencia, la detección de fugas y la medición inteligente, en particular, ofrecen grandes ahorros de costos además de una forma única de sincronizar las actualizaciones.

Como observa Lauren Brown, Directora de Servicios a Clientes de la compañía de soluciones de medición MeterSYS "la recepción de alertas de fugas y otros problemas en tiempo real de su red de medición inteligente es una manera mucho más efectiva de gestionar las necesidades de infraestructura que el tradicional enfoque break-fix. Además, una vez que el sistema de medición de base fija está en su lugar, las empresas de servicios públicos obtendrán una imagen más clara de los patrones de rendimiento y demanda que les ayudarán a pasar de un modo reactivo al proactivo en la planificación de mantenimiento y actualizaciones ".

HACER MÁS CON MENOS, POR MÁS TIEMPO

Por ejemplo, el San Antonio Water System (SAWS) ejecutó un piloto de un año en el que SmartCover Systems desplegó una red de sensores en sitios seleccionados de recolección de aguas pluviales y aguas residuales. Normalmente, SAWS limpiaba todos los sitios de acuerdo con un horario regular y fijo para tratar de evitar desbordamientos de alcantarillado.

Con el sistema de sensores, fueron capaces de limpiar los sitios sólo cuando las señales indicaban un bloqueo o restricción. Como resultado, SAWS fue capaz de reducir la frecuencia de limpiezas (que causa desgaste del sistema) en un 94%, con una reducción de costos de 85%, lo que equivale a una reducción de costos de limpieza de $ 1.224.000 a $186,600.

Soluciones como éstas pueden ser de gran valor para ayudar a los pueblos y ciudades a prolongar la vida útil de los componentes instalados del sistema de agua. Como señala Lauren, muchas comunidades pueden necesitar una revisión completa de sus sistemas de agua, pero pocos tienen los recursos para hacerlo. Sin embargo, considera que las ciudades pequeñas y medianas, las que podrían enfrentar los mayores desafíos de financiamiento de infraestructura, a veces carecen de recursos financieros y técnicos para desplegar y administrar sistemas inteligentes de agua.

Para ayudar a los servicios públicos a superar la tarea desalentadora de evaluar e implementar la medición inteligente, MeterSYS ha desarrollado su conjunto de servicios para satisfacer las necesidades de cada utilidad de una manera escalable y personalizable. Explica Lauren,

"Servimos exclusivamente a los servicios públicos y podemos servir como asesores de confianza y aumentar los recursos internos de personal. Ayudamos a las empresas de servicios públicos a través de todas las fases de la medición inteligente, incluyendo la evaluación y el análisis de factibilidad, la creación de RFP y negociaciones de proveedores, la administración de proyectos de instalación, todo el camino a través del soporte post-instalación. El enfoque de MeterSYS ayuda a todas las ciudades, especialmente las pequeñas y medianas empresas que no cuentan con extensos recursos internos o capital, a adoptar tecnología que automatizará los procedimientos manuales, reducirá la pérdida de agua y mejorará el servicio al cliente".

Es importante destacar que, una vez que un municipio tiene una medición inteligente, MeterSYS puede facilitar la visualización de la información clave de la utilidad en una plataforma datos abiertos (OpenDataSoft). Esto permite a las empresas de servicios públicos hacer algunos de sus cuadros de mando de rendimiento y agregar datos no identificables, no sólo a los operadores de servicios públicos, sino a los desarrolladores de tecnología pública y cívica como datos abiertos en tiempo real. Algunas de las principales características de los datos que las empresas de servicios públicos pueden mostrar son las pruebas y el cumplimiento de la calidad, las tendencias de consumo y el logro de los objetivos de conservación - indicadores que informan a los clientes y al público de la sostenibilidad de su utilidad y también promueven la transparencia en la gestión de un valioso recurso natural. Muchos de los clientes de servicios públicos y privados de OpenDataSoft han optado por hacerlo, y esperamos que muchos clientes de MeterSYS también: los datos abiertos son clave para desarrollar sistemas de agua sostenibles como la tecnología inteligente y la innovación científica.

Datos Abiertos & Sistemas de agua inteligente

En todas las regiones, los datos abiertos desempeñan un papel crítico en el reto del agua del siglo XXI. Como señala Janet Hering en el artículo “Una inundación virtual de información: datos abiertos para la gestión sostenible del agua”, muchas organizaciones diferentes recopilan datos sobre la precipitación del agua, los flujos de los ríos, los niveles de los lagos y las aguas subterráneas, la calidad del agua, etc. Los datos abiertos pueden proporcionar una visión general de las necesidades de agua competitivas e interdependientes: agua potable y saneamiento, agricultura, industria, pesca, recreación, energía hidroeléctrica y más.

En las regiones en desarrollo, los datos de satélite proporcionan lecturas cada vez más finas sobre el nivel del agua, la calidad del agua y otros datos. Como señala Hering, "los datos basados en satélites también ofrecen una tecnología de 'salto de proa' para los países en desarrollo que carecen de una red de monitoreo establecida en tierra".

En algunos proyectos innovadores, esta tecnología aérea de 'salto de altura' está siendo emparejada en el suelo con teléfonos móviles. Considere el programa WaterWatchers desarrollado por IBM, su socio de ciudades inteligentes, Element Blue, y la Ciudad de Tshwane, Sudáfrica. Es un proyecto de datos abiertos, crowdsourcing que permite a los ciudadanos ayudar a capturar, compartir y analizar información sobre el sistema de distribución de agua en Sudáfrica.

Cuando estos datos sobre el terreno se combinan con datos abiertos de satélites y sensores de tierra a medida que están disponibles, los ciudadanos, los científicos, las empresas, las ONG y las agencias gubernamentales pueden reunirse para comprender primero los sistemas existentes y los desafíos que enfrentan y desarrollar soluciones inteligentes para satisfacer esas necesidades. En las zonas de aguas bajas, esto incluye la integración de tecnologías emergentes como sistemas de aire a agua que pueden suministrar agua potable fresca incluso a aquellos que no están conectados a las infraestructuras de agua.

Los datos abiertos sobre agua también pueden proporcionar una transparencia esencial del gobierno, y facultar al ciudadano para la rendición de cuentas de los funcionarios públicos. Por ejemplo, Dan Telvock en su investigación , utilizó datos abiertos para exponer los niveles de plomo más altos que los reportados en el agua potable de Buffalo. El examen de los puntos de datos para las pruebas mostró que los barrios de las minorías, donde se concentraban los problemas de plomo, estaban subrepresentados en el muestreo. Y la referencia cruzada de registros abiertos del Departamento de Salud del Condado de Erie con datos de pruebas abiertos de aguas mostró que la ciudad raramente probaba agua potable en hogares donde un niño había sido diagnosticado con un alto nivel de plomo en la sangre.

OTRO (ANTIGUO) MUNDO, Y EL CAMINO HACIA ADELANTE

Mizu fune. © 2017 Asociación de Turismo Gujo Hachiman.

Mientras muchas comunidades se enfrentan con problemas de calidad del agua y escasez, la ciudad de Gujo Hachiman, Japón ofrece un contrapunto envidiable. El agua abundante de la ciudad fluye de los ríos prístinos y de los resortes profundos, y a través de los pequeños canales de agua al lado de la calle que proporcionan la protección contra el fuego y el agua para el uso diario del hogar.

El agua también se distribuye a través de un sistema de cuencas de madera o piedra ("mizu fune"), donde el agua fluye desde la cuenca superior hasta las cuencas inferiores. Como explica el sitio de turismo de Gujo Hachiman: "El agua de la espita encima de la cuenca superior es para beber, y copas o vasos se proporcionan con frecuencia para ese propósito. Las cuencas inferiores están reservadas para enfriar o lavar verduras frescas o, en algunos casos, incluso para enjuagar la ropa [lavada con productos ecológicos] ".

La calidad del agua mineral pura de la ciudad y su compromiso de mantener los mismos sistemas tradicionales y prácticas ecológicas a través de los siglos han hecho famoso a Gujo Hachiman en todo Japón.

Mientras uno espera que el cambio climático - posiblemente la única fuerza que podría perturbar el sistema de agua idílico de Gujo Hachiman - dejará intacto el encantador sistema de la ciudad, hay muchas esperanzas de que cada comunidad a nivel mundial pueda enfrentar sus desafíos únicos en el agua a través de la determinación, creatividad, ayudando de la mano de la tecnología, la ciencia y los datos abiertos.

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