Inteligencia artificial para evitar las fugas en tuberías de agua

Recientemente se ha dado a conocer un dato sobre el consumo de agua de la Comunidad de Madrid bastante llamativo. En la zona, se consume un 7,4% menos de agua que hace 10 años y eso, a pesar de haber aumentado la población en un 7%.

Mi primer pensamiento fue ¡la población empieza a concienciarse! Por fin, la gente cierra el grifo mientras se lava los dientes o se afeita y se ducha en vez de bañarse. La realidad es que el ahorro viene sobre todo por la detección de fugas en la red de suministro.

Desde el punto de vista que nos ocupa, lo más interesante no es el dato en si mismo, que es excelente, sino como se eliminan las fugas.

En la actualidad, para eliminar esas fugas, se analizan y cruzan datos recogidos durante 20 años para ver qué tuberías se tienen que cambiar. Es decir, el sistema actual no detecta las fugas, sino que va sustituyendo tuberías por el orden determinado por los datos estadísticos para cambiar tuberías viejas por nuevas.

Esto quiere decir que el sistema todavía ofrece una oportunidad para el uso de nuevas tecnologías, como es el caso de Internet de las Cosas, IoT (del inglés, Internet of Things). Por IoT, nos referimos a toda una nueva serie de dispositivos con conexión a Internet que van recogiendo datos de forma masiva y que se distribuyen a partir de la red.

Podemos pensar en un sistema que recoja en tiempo real que está pasando en cada punto de la red acuífera y en función de los datos recogidos, saber cuándo se está produciendo una fuga.

A día de hoy, se dan todas las circunstancias para ello:

• Dispositivos IoT (sensores) de reducido tamaño y coste, con un consumo de energía mínimo.
• Capacidad para envío de datos en tiempo real y de forma masiva.
• Herramientas de almacenaje y análisis de la información en la nube.
• Profesionales preparados para dar servicio de análisis.

En este escenario, son dos grandes retos a los que nos enfrentamos. Por una parte, está el del consumo de energía. Los sensores se deben colocar de manera estratégica y por las características del sistema (tuberías subterráneas) no pueden cambiarse regularmente. Tenemos que crear un sistema de sensores de larga duración. En el sector IoT, ya hay compañías que producen sensores de medición con baterías de duración de hasta 10 años.

El otro gran reto es ver qué debemos medir para determinar que hay una fuga en un lugar determinado. La combinación de caudal de agua, velocidad y tamaño de las tuberías son algunos de los parámetros a tener en cuenta para establecer cuando hay una fuga. En ningún caso es una cuestión sencilla, y es necesario que los técnicos y expertos en la materia ayuden a determinar la mejor forma de medición.

Los sensores recogerían información permanentemente que tiene que ser enviada para su posterior análisis y proceso. Los valores recogidos tendrían que transmitirse de manera inalámbrica. Para el caso que nos ocupa, una buena forma de comunicación es el protocolo Zigbee, que permite comunicaciones en el rango de 10-20 m. con un consumo de energía muy bajo, menor incluso que bluetooth y con un coste bajo.

El siguiente punto a tener en cuenta es el almacenamiento. A día de hoy, ya existen suficientes soluciones en la nube que permiten recoger ingentes cantidades de datos y a precios razonables. El coste de almacenamiento en la nube no deja de bajar en el tiempo y, por tanto, no es un obstáculo para el proyecto.

Finalmente, un equipo de data science debe encargarse de analizar los datos obtenidos y parametrizarlos para que se pueda medir el estado de las tuberías y detectar una posible fuga. Si al sistema se le añade posteriormente capacidad de aprendizaje automático, se podría, en una segunda fase, determinar el cambio de una tubería antes de que se produzca la fuga.

La forma de trabajo actual se ha mostrado efectiva, pero está basada en datos del pasado. Un sistema como el aquí descrito sería más efectivo y aumentaría el ahorro de agua en el futuro.

Fuente: iagua