Francisco Ibáñez González

Las empresas encargadas de la gestión del agua se han ido adaptando en la forma de gestionar sus procesos en función de la evolución, costes y disponibilidad de la tecnología en cada una de las partes de su cadena de valor. Es importante destacar que no todas las tecnologías aplicables a un sector productivo evolucionan al mismo tiempo, y en el caso del sector del agua no ha sido una diferencia. Sin embargo, podemos asegurar que actualmente están disponibles capacidades de sensorización masiva a un coste razonable, almacenamiento y explotación del dato están que permiten a las gestoras de agua tomar las mejores decisiones en el momento adecuado, pudiendo ofrecer a los consumidores el mejor servicio posible. En el primer artículo de la serie AI of Things, hablamos de los dos pilares principales para poder transformar el mundo físico, la sensorización y la explotación del dato. En este artículo vamos a ver la tecnología que nos permite sensorizar el mundo del agua y cómo sacarle partido a toda la información extraída a esos activos. ¡Datos, datos, más datos! En España tenemos un parque de contadores de agua superior a 20 millones, que podrían proporcionar datos las 24 horas del día, los 7 días de la semana dando como resultado más de 500 millones de señales diarias, solo en lo referente al consumo del agua. Si utilizamos contadores de agua inteligentes de última generación como los de nuestro partner Contazara para el caso de Canal de Isabel II, estos son capaces de generar mucha más información tanto metrológica como desde el punto de vista de las comunicaciones. Esta capacidad de sensorización ha sido posible gracias a distintas tecnologías de comunicación LPWA (Low Power Wide Area), presentando cada una de ellas diferencias en cuanto a factores tales como calidad del servicio, duración de la batería, latencia, escalabilidad, tamaño de mensaje, cobertura, alcance, despliegue y costes. De entre las distintas opciones, Telefónica Tech IoT&BD apuesta por NB-IoT como la mejor tecnología de comunicación LPWA que puede ayudar a las gestoras de agua en la siguiente evolución del ciclo integral del agua, permitiendo implantar multitud de soluciones IoT masivo de manera exitosas, como puede ser el despliegue de una solución de telectura inteligente. Sus características principales son: Estándar abierto de comunicación del 3GGP con alcance global que permite un potente ecosistema de fabricantes El despliegue de la red radio se realiza sobre bandas licenciadas, para evitar problemas de escalabilidad, seguridad y restricciones regulatorias Implementación simple y rentable haciendo que el coste de los dispositivos IoT soporte el caso de negocio Mejora de cobertura de red y penetración de la señal para poder alcanzar todos los dispositivos IoT desplegados Calidad de servicio gestionada mediante la asignación eficaz de los recursos de la red, así como la gestión y mitigación de las interferencias y congestiones Garantizar la autonomía energética de los dispositivos por más de 10 años Seguridad de extremo a extremo Podemos sacar un valor extraordinario de los datos generados en los sensores IoT desplegados en el ciclo integral del agua Una vez que ya tenemos disponibles esa cantidad ingente de datos provenientes de los sensores IoT, fundamentalmente de los contadores inteligentes de agua, podemos aplicar la inteligencia artificial y tecnologías analíticas para aprovechar cada “gota” de información que hemos obtenido de ese activo sensorizado. Control de los activos desplegados Monitorización del rendimiento de la tecnología LPWA utilizada: tasa de comunicaciones exitosas, tasa de reintentos, disponibilidad de la red y del dato Monitorización del rendimiento de los fabricantes de hardware desplegados, analizando información del propio dispositivo o mediante la detección de anomalías (mantenimiento predictivo), como veremos en profundidad en otro artículo de la serie: dispositivo defectuoso o manipulado, consumo de batería excesivo, variabilidad de los paquetes enviados y recibidos Reducción del agua no registrada. Reducción de pérdidas de agua en las redes de distribución mediante el análisis de los valores medios de caudal elevados y los valores de caudal mínimo nocturno elevado. En España, actualmente las ratios de fugas en redes de distribución pueden alcanzar más de un 25%. Reducción de pérdidas a nivel domiciliario Identificar los potenciales servicios fraudulentos Servicios de valor añadido para el consumidor Aplicaciones móviles que permiten la recepción de alertas por fugas (2ª residencia), la monitorización de los consumos y la comparación de los mismos con otros consumidores de un perfil similar Asistencia social de personas dependientes mediante la monitorización del consumo de agua fuera el patrón habitual Identificación del calibre de contador de agua apropiado atendiendo al perfil de consumo realizado Detección de anomalías en el proceso de facturación Monitorización de la calidad del agua en consumidores “sensibles” Mejora de procesos Priorización inteligente de las ordenes de trabajo atendiendo a la criticidad de la incidencia (rotura de tubería principal, fugas en entorno residencial, fraude, etc...) Predicción de la demanda mediante el análisis del patrón de consumos Mejorar la estrategia de gestión de la demanda adecuando los planes de inversión en infraestructuras que permita cubrir la demanda prevista para distintos escenarios (estacionalidad, grandes eventos, crisis, etc...) Reducción del consumo energético en la cadena de valor de la gestora de agua mediante la previsión de la demanda de agua Monitorización de la calidad del agua a lo largo de la cadena de valor garantizando un suministro seguro en tiempo real Las tecnologías IoT y la analítica avanzada permiten a las gestoras de agua afrontar una transformación digital completa del ciclo integral del agua, garantizando el éxito de despliegues masivos de sensores, como los contadores inteligentes, que van a permitir abordar los retos de gestión de la demanda, la reducción de pérdidas, garantizar el suministro eficiente y seguro del agua a los consumidores y hacer de la gestión inteligente de los recursos hídricos la base del desarrollo sostenible. Para más contenido sobre IoT e Inteligencia Artificial, no dudes en leer otros artículos de nuestra serie: AI OF THINGS AI of Things(I): Multiplicando el valor de las cosas conectadas 22 de febrero de 2022 AI of Things Anomalías de IoT: cómo unos pocos datos erróneos pueden costarnos muy caro 18 de septiembre de 2023 AI of Things AI of Things (IV): Ya puedes maximizar el impacto de tus campañas en el espacio físico 26 de abril de 2022 AI of Things AI of Things (V): Recomendación y optimización de contenido publicitario en pantallas inteligentes 17 de mayo de 2022 AI OF THINGS AI of Things (VI): Inteligencia Artificial Generativa, creando música a ritmo de perceptrón 7 de junio de 2022

La mayoría de las soluciones que hacen uso de tecnología IoT presentan requerimientos de conectividad específica de banda estrecha que tenga un largo alcance y un bajo consumo de energía, demás de un bajo coste de hardware. Esta conectividad es la que se encarga de transferir los datos captados o generados por los dispositivos IoT hacia las plataformas Cloud donde se gestionan y procesan. En el entorno IoT, en general, esos datos se transmiten en sesiones de envío de datos pequeñas y cada cierto periodo de tiempo; por ejemplo, en el caso de un contador de agua inteligente. Por este motivo la conectividad inalámbrica tampoco requiere un gran ancho de banda. Pero, en cambio, sí necesita tener una alta capacidad de penetración en caso de obstáculos físicos, tanto en interiores (caso de los muros de sótanos o garajes) como en exteriores. Veamos cómo el NB-IoT se convierte en la clave para soluciones de IoT masivo, con aplicaciones tan interesantes como Smart Metering. Qué es la conectividad LPWA (Low-Power Wide-Area) Las redes LPWA (Low-Power Wide-Area) y 5G son las que dan una mejor respuesta a estos requerimientos para dar conectividad a dispositivos como sensores, balizar o medidores y contadores de agua inteligentes. Hasta ahora las soluciones de conectividad basadas en comunicaciones móviles como 2G, 3G y 4G, pueden proporcionar la mayor cobertura y alcance que requiere IoT, pero las redes LPWA se caracterizan por un consumo de energía menor y un coste más favorable del hardware. Actualmente las conectividades LPWA son capaces de habilitar tecnológicamente multitud casos de usos que anteriormente no eran técnicamente viables ni económicamente sostenibles. Figura 1: Conectividad LPWA Existen en la actualidad tecnologías LPWA tanto de redes móviles (espectro regulado) como de espectro libre, presentando cada una de ellas diferencias en cuanto a factores tales como calidad del servicio, duración de la batería, latencia, escalabilidad, tamaño de mensaje, cobertura, alcance, despliegue y costo. NB-IoT: la apuesta de Telefónica Tech para habilitar soluciones IoT masivas Telefónica Tech apuesta por NB-IoT (Narrow Band-IoT) y LTE-M (LTE for Machines) como mejor tecnología de comunicación LPWA para implantar soluciones IoT masivo. Sus características principales son: Estándar abierto de comunicación del 3GGP con alcance global que permite un potente ecosistema de partners e interoperabilidad entre diferentes fabricantes y regiones El despliegue de la red radio se realiza sobre bandas licenciadas, para evitar problemas de escalabilidad, seguridad y restricciones regulatorias Implementación simple y rentable haciendo que el coste de los dispositivos IoT soporte el caso de negocio Mejora de cobertura de red y penetración de la señal para poder alcanzar todos los dispositivos IoT desplegados Calidad de servicio gestionada mediante la asignación eficaz de los recursos de la red, así como la gestión y mitigación de las interferencias y congestiones Garantizar la autonomía energética de los dispositivos por más de 10 años Seguridad de extremo a extremo heredando las características de seguridad y autenticación que ofrece LTE Figura 2: NB-IoT: la apuesta de Telefónica para habilitar soluciones IoT masivas Smart Water Metering: una propuesta de Telefónica IoT&BD para las gestoras de agua Para el caso concreto del sector Utilities en la industria del agua, los servicios de Smart Water Metering comienzan a ser una realidad y Telefónica ya está preparada para ofrecer soluciones avanzadas de extremo a extremo que cubren las necesidades en el plano de la transformación digital de las empresas gestoras de agua, como son la gestión eficiente de un recurso limitado como es el agua, y cubrir la nueva demanda provocada por los movimientos demográficos. Figura 3: Digitalización del ciclo integral del agua Los sistemas inteligentes de lectura remota de contadores permiten reducir los costes operativos de las gestoras de agua, así como incrementar la satisfacción del usuario final y los ingresos, motivado principalmente por la reducción del agua no facturada. Estos sistemas, en combinación con técnicas de Analítica Avanzada consiguen ayudar a las gestoras de agua a optimizar sus operaciones y procesos en la gestión integral del ciclo del agua, como por ejemplo, realizar un correcto balance hídrico. BLOCKCHAIN CYBER SECURITY AI OF THINGS La tecnología al servicio del planeta 13 de abril de 2022 Barreras tecnológicas a la digitalización Hasta la llegada de las nuevas tecnologías de conectividad como NB-IoT, las empresas gestoras de agua se han encontrado con barreras tecnológicas que han impedido la digitalización de una manera masiva de sus procesos de última milla; como el registro remoto y preciso de los consumos de sus clientes, información que es crítica para poder abordar los objetivos de transformación digital mencionados. Barreras que en el ámbito de las soluciones de telelectura de contadores venían determinadas por el elevado coste de los contadores inteligentes, por la ausencia de protocolos de comunicación estándar, por la baja autonomía energética de los contadores, por la dificultad de alcanzar dispositivos en entornos de muy poca cobertura como arquetas y sótanos, y por supuesto, todos los aspectos de ciberseguridad. Nuevas soluciones basadas en NB-IoT Hoy, Telefónica Tech es capaz de ofrecer una solución completa de telelectura de contadores, compuesta por contadores inteligentes de los principales players del mercado, conectividad NB-IoT y soluciones software escalables y seguras que permiten la gestión y monitorización remota de los contadores inteligentes, control remoto de las lecturas y explotación de la información recogida mediante las técnicas más avanzadas de Big Data. Figura 4: Solución completa de telelectura de contadores Dicha propuesta es capaz de ofrecer los siguientes beneficios para nuestros clientes: Reducir la pérdida de agua en las redes de distribución. Actualmente las ratios de fugas en redes de distribución alcanzan más de un 25% Mejorar la estrategia de gestión de la demanda. Por un lado, adecuar los planes de inversión en infraestructuras que permita cubrir la demanda en circunstancias normales y anormales como esta crisis. Obtener de forma remota información precisa y frecuente del consumo de agua permitiendo una facturación real, sin retrasos y evitando reclamaciones del cliente Detección de fugas a nivel residencial Optimización de activos y reducción del consumo energético en la cadena de valor de la gestora de agua mediante la previsión de la demanda de agua Crear perfiles de consumo de clientes e identificar patrones y tendencias de consumo Esta solución permite que los clientes puedan afrontar una transformación digital completa del ciclo integral del agua, garantizando el éxito de despliegues masivos de contadores inteligentes que van a permitir abordar los retos de gestión de la demanda, la reducción de pérdidas, garantizar el suministro del servicio y hacer de la gestión de los recursos hídricos la base del desarrollo sostenible. Escrito por: Francisco Ibañez González, y Jesús García Domínguez