ANII | Agencia Nacional de Investigación e Innovación

Sistema para minimización de pérdidas de agua potable en redes públicas de distribución urbana basado en gestión inteligente de la presión. El agua dulce es un recurso limitado y escaso por lo cual se deben optimizar su uso y minimizar sus pérdidas. Estas tienen un impacto muy alto del punto de vista económico, social y medio ambiental. Económico debido a que las fugas implican obras de reparación de infraestructura que son muy caras, además de que el agua en que se invirtió en potabilizar y trasladar hacia los centros urbanos, se pierda en el camino. Social porque esto causa que existan áreas de la población donde el agua en ciertas épocas del año es faltante, y los parámetros de calidad de suministro ( cantidad disponible, presión ) sean difíciles de lograr. Medio ambiental en el entendido que se tiene un recurso que mundialmente es escaso, el cual en el proceso de potabilización y traslado implica el uso de productos químicos y grandes consumos de energía eléctrica que finalmente terminan desperdiciados al no alcanzar a los usuarios. La principal causa de pérdida de agua en las redes de distribución urbanas se debe al estado en que se encuentran las cañerías. Esto sumado al hecho que las mismas se encuentran bajo tierra hace que sea muy difícil encontrar las pérdidas y muy costoso su reparación ya que implica obras de infraestructura importantes. De acuerdo a los modelos hidráulicos, las pérdidas se relacionan directamente con la presión, de modo que actuar sobre esta permite rápidamente reducir las pérdidas. Esto tiene como consecuencia inmediata que permite de este modo extender el tiempo de reparación o sustitución de cañerías de modo que la modernización de la red pueda planificarse adecuadamente sin la necesidad inmediata de solucionar problemas puntuales de roturas. En particular en horarios en que el uso del agua disminuye ( horarios nocturnos ) es posible reducir la presión de las cañerías a un mínimo sin afectar la calidad de servicio y con esto se logran resultados muy importantes. Con un monitoreo adecuado de la red y un procesamiento inteligente de los datos, es posible determinar patrones de comportamiento de consumo a lo largo del día, de modo que permitan minimizar la función de presión manteniendo la relación presión sobre calidad de servicio constante a lo largo del día. De este modo es posible suministrar el agua con las condiciones de servicio adecuadas como para cumplir con la calidad de servicio mínima requerida en cada momento ( presión / cantidad ) y a su vez minimizar las pérdidas. Nuestro proyecto de una red de gestión inteligente consiste en el desarrollo de tres componentes: 1 - Interfaces de bajo consumo y bajo costo de toma de parámetros que sean distribuidas a lo largo las redes de agua potable y transmitan on-line los parámetros de la misma. 2 - interfaces de control para gestionar en modo continuo la presión de los puntos de distribución de agua. 3 - software de gestión de la red basado en una optimización dinámica continua soportada por modelos de aprendizaje automático.

Problema a abordar El problema que intenta resolver nuestro proyecto es desarrollar un instrumento que permita a las administradoras de agua potable contabilizar y minimizar las cantidades de agua potable que pierden debido a las pérdidas ocasionadas por el mal estado de las tuberías de distribución y las roturas periódicas que se generan en estas. Objetivos logrados El objetivo general del presente proyecto fue la implementación de un sistema de gestión inteligente del agua potable. Para ello se planteó diseñar un pequeño sistema que cuenta de dos puntos en los cuales requieren equipamiento distinto. Las redes de distribución de agua a efectos de lograr un mejor monitoreo y control de las mismas se dividen en pequeñas áreas , las cuales podemos llamar sectores de la red. Durante el proyecto se pudo diseñar e implementar un hardware que pueda instalarse en el punto de entrada al sector. y a su vez se logro diseñar e implementar un hardware que se instalara en el punto crítico del sector. Se implemento un prototipo completo en el cual interactúen ambos equipos Se desarrollo un software de visualización y control asociado a la utilización del prototipo. Se comenzó con un trabajo sencillo de un software de gestión continua, implementando técnicas de Managing learning. Principales resultados alcanzados Como principal logro del proyecto fue que se lograron todos los objetivos planteados, hoy contamos con un sistema con sus componentes de hardware y de software que permite monitorear y analizar distintos tipos de redes de agua potable. Este proyecto nos a permitido aparte de poder implementar y desarrollar un sistema que puede ser usado directamente en las redes de distribución de agua, poder reforzar algunos conocimientos en algunas aplicaciones de análisis de datos y de simulación de redes de distribución de agua como ser Epanet, Qlik y desarrollos propios de visualización de datos. Por otro lado este proyecto nos permitió enfrentar distintas tipos de situaciones que se van dando a lo largo del proyecto que nos van a quedar como experiencia para este proyecto y a su vez para cualquier otro que abordemos en otro momento A modo de ejemplo, una cosa fue desarrollar un equipo que tome datos y los transmita hacia un servidor y que funcione sobre un escritorio del departamento de ingeniería, y otra cosa muy diferente es que ese equipo trabaje 7x24, encerrado en una cámara subterránea, en un ambiente húmedo, con baterías y no presente fallos. En el transcurso de estos dos años de desarrollo del proyecto se han impuesto algunas tecnologías relacionadas a la inteligencia artificial que permitirían complementar y mejorar fuertemente este sistema. Pensamos que ante el advenimiento de este tipo de tecnologías se podría plantear en un futuro poder incorporarle alguna herramienta de software que permita predecir comportamientos de las redes .