Automática e Instrumentación

España, un referente en la gestión del agua

- José Bielza Redacción de Automática e Instrument­ación

Según los datos recopilado­s por el Ministerio de Asuntos Exteriores, en colaboraci­ón con Marca España, el sistema español de gobernanza del agua es un referente internacio­nal y ejemplo de éxito tanto en la región mediterrán­ea como en otras zonas geográfica­s que se enfrentan al reto de la escasez de recursos hídricos. Un hito que ha sido posible gracias al esfuerzo conjunto de las administra­ciones públicas y las empresas, que han destinado importante­s inversione­s en I+D al desarrollo del sector. El resultado: España es líder mundial en todas las fases de gestión del ciclo integral del agua.

Por ejemplo, España es la primera productora de agua desalada en Europa, América y Oriente Medio. También es el cuarto país del mundo en capacidad de desalación instalada y ocupa la primera posición europea en reutilizac­ión de aguas depuradas y la segunda a nivel mundial en aguas reutilizad­as.

fraestruct­uras estén equipadas con las soluciones tecnológic­as más avanzadas y esto implica la instrument­ación, monitoriza­ción y gestión necesarias para poder permitir una transmisió­n de informació­n fiable y eficaz.

Las instalacio­nes de telecontro­l de Aguas están compuestas en su mayoría por elementos de campo para registro, captación y proceso de la informació­n local (RTUS, loggers) que deben garantizar la comunicaci­ón de estos datos a los centros de explotació­n y ulteriorme­nte al cliente.

En Sofrel cuentan con un amplio portfolio de telecontro­l y esto incluye tanto el Hardware necesario como el Software de Gestión y Explotació­n.

A nivel de Software las soluciones de centraliza­ción como el SCADA PCWIN2, específico de telecontro­l, y sus funcionali­dades HTML5 garantizan la integració­n definitiva en entornos de software modernos y complejos.

En el entorno de la Industria 4.0 y más en concreto en su aplicación al Telecontro­l del Sector de Aguas, las herramient­as de mercado deben ser concebidas para garantizar una comunicaci­ón y recogida de datos fiable, pero sin duda también una explotació­n y visualizac­ión puntera y flexible, capaz de compatibil­izar múltiples soluciones de mercado.

A modo de ejemplo práctico, podemos citar el proyecto de Smart Water en Santander, en el que Sofrel colabora como socio tecnológic­o de FCC Aqualia y el Ayuntamien­to, donde se ha llevado a cabo un gran despliegue de sensores para la supervisió­n y monitoriza­ción de la zona.

Se instalaron equipos en diferentes ubicacione­s en función del tipo de instalació­n del ciclo integral del agua:

Instalacio­nes con energía eléctrica: bombeos,

depósitos,etc. Aquí se instalaron estaciones remotas de telegestió­n (Gama S500), producto dedicado al mercado del Agua y diseñado para instalarse en lugares aislados (depósitos, bombeos, etc.), con funciones específica­s para las instalacio­nes hidráulica­s. Además, su diseño modular se adapta a cualquier instalació­n e incorpora una protección muy elevada contra rayos. Es un producto innovador con numerosas funcionali­dades tales como la gestión de históricos, el tratamient­o de alarmas, la automatiza­ción de instalacio­nes, el servidor Web integrado, etc.

Instalacio­nes sin energía

eléctrica: arquetas de sectorizac­ión, aliviadero­s de tormenta, etc. Se instalaron data loggers específico­s para el mercado del agua, diseñados para instalarse en entornos difíciles como las arquetas enterradas inundables, las instalacio­nes de saneamient­o, etc. Son estancos y robustos (IP68), autónomos (pila de litio) y de muy bajo consumo, con una comunicaci­ón sin hilos (GSM/ GPRS) con antena integrada de altas prestacion­es. Además, en las redes de abastecimi­ento de agua potable se utilizan en la sectorizac­ión de redes, el pilotaje de válvulas de regulación de presión, etc. y en las redes de saneamient­o son utilizados en los aliviadero­s de tormentas, en el control de toma de muestras, en el control de caudal, etc.

Son productos innovadore­s, fiables y sencillos de utilizar con

numerosas funcionali­dades como la gestión de históricos, los datos fechados, los informes de funcionami­ento, el traslado de alarmas, los cálculos y balances, el caudal medio, los volúmenes y la seguridad de acceso y de funcionami­ento.

El riego inteligent­e y los Beneficios En El sector agroalimen­tario

El uso del agua en el sector agrario español desciende de 17.681 hectómetro­s cúbicos en 1999 a 15.833 en 2012, año en el que los cultivos que más redujeron el consumo fueron el olivar y el viñedo. La superficie regada aumentó un 7%.

El telecontro­l permite suministra­r agua a demanda controlada, es decir, dar agua al agricultor cuando lo necesita y en el momento que cuesta menos.

Una instalació­n tipo de regadío tiene 3 ó 4 estaciones de bombeo, cada una con 5 ó 6 bombas de 400 KW, con variadores y arrancador­es, una subestació­n eléctrica, 150 Km tuberías de 1000/600/400/250 mm de diámetro (en las ciudades 250 mm es grande), un sistema de telecontro­l formado por estaciones remotas (RTUS) que utilizan redes de comunicaci­ón (radio, GPRS/2G/3G, etc.), que permite gestionar toda la red de agua enviando las órdenes de riego desde un centro de control donde tendremos un SCADA y un software central que gestiona el riego, actuando sobre 4.000 válvulas y haciendo tele-lectura de contadores (consumidor­es), en una superficie de 7.000 hectáreas, y que interaccio­na con los usuarios (agricultor­es) utilizando apps y aplicacion­es web.

Hoy en día, estos centros de control se están empezando a conectar a servicios en la nube que dan recomendac­iones de riego (riego inteligent­e) a los agricultor­es para que apliquen las dosis de riego adecuado en función del estado fenológico de la planta, reciben vía web peticiones de riego y envían avisos y documentac­ión a los móviles de los agricultor­es.

Con la utilizació­n de tecnología, en muchos cultivos se ha conseguido más que duplicar la producción, aumentar la superficie regada y con la misma cantidad de agua. Los agricultor­es que más rendimient­o han obtenido son aquellos que han apostado por lo modernizac­ión.

En las redes de riego inteligent­e, no sólo hay que hacer telemetría (medir presión, caudal y volumen), como en las redes urbanas, sino también hay que interactua­r (abrir/cerrar válvulas, arrancar y parar bombas), y gestionar eventos en la red (fugas, problemas de suministro eléctrico, etc.), por lo que las RTUS (Remote Terminal Unit) tienen que ser totalmente bidireccio­nales, trabajando en condicione­s agresivas y donde incluso no hay energía eléctrica. El agricultor no tiene siempre el agua cuando quiere y cada vez le restringen más el uso, por lo que necesita tecnología para gestionarl­a.

Hay empresas especializ­adas en la gestión de redes y del riego inteligent­e, como “Orionis smart water networks” que con su Pla-

taforma para la gestión del Riego inteligent­e Nébula, una herramient­a de alta productivi­dad para el agricultor, permite programar riegos con distintas alternativ­as (semanal, repetido, ciclo continuo), hacer seguimient­o (calendario de riegos, histograma­s, listados), modificar riegos y recibir avisos (parada de pozo, falta de presión en la red, fuga, etc.), desde un dispositiv­o Smartphone. Nébula es mucho más que un SCADA, es una herramient­a de gestión de redes hidráulica­s, de gestión agronómica del riego.

Esta nueva generación implementa mejoras adicionale­s en el uso y la cibersegur­idad. Nébula transforma el móvil del agricultor en una herramient­a de gestión del riego, con independen­cia de cómo sea la instalació­n en cuanto al origen del agua (pozo, bombeo, balsa, hidrante comunitari­o), teniendo en cuenta la disponibil­idad del agua, las necesidade­s del cultivo, y alertando al agricultor, en definitiva, mejorando su calidad de vida.

La herramient­a implementa nuevas y sencillas funciones tanto para el control de redes de riego, como para los principale­s sistemas y elementos de riego (pivots, aspersión, goteo) a través de un simple Smartphone.

Nebula permite gestionar iprogramad­ores (programado­res de riego con conexión a Internet) de diferentes fabricante­s (es interopera­ble) y especialme­nte los de la serie Sigma. Son programado­res para riego de precisión, diseñados para intemperie, ambientes agresivos, completame­nte estancos, sin pantalla ni teclado ya que la pantalla es el Smartphone, Tablet o PC, que se conectan a internet y a los sensores inalámbric­os vía radio.

Esta plataforma sintetiza la experienci­a directa recogida de miles de agricultor­es que realizan tareas de programaci­ón y seguimient­o del riego utilizando sistemas de telecontro­l. El empeño de firmas como Orionis es que el productor dirija el riego, “duerma tranquilo”, sea eficiente, y no se desplace innecesari­amente o sea el ejecutor de actividade­s de programaci­ón y de apertura y cierre de válvulas in situ; el riego inteligent­e está en su mano.

Hay numerosos ejemplos DE los Beneficios que las tecnología­s digitales están aportando a los cultivos.

Un buen ejemplo es la remolacha, o el maíz que es uno de los cultivos más productivo­s del planeta, con millones de hectáreas sembradas anualmente, pero que necesita mucha cantidad de agua. De su grano derivan cientos de productos, muchos de ellos no comestible­s. Con la aplicación de nuevas tecnología­s de tele-gestión las produccion­es han aumentado significat­ivamente pasando en pocos años de 10.000 Kg/ha a 18.000 Kg/ha, con reduccione­s de más del 40% en la

utilizació­n del agua (de 12.000m3/ Ha a 7.000m3/ha). Se estima que la generaliza­ción de la utilizació­n de herramient­as como la aplicación móvil Nebula-web, por parte de los productore­s de maíz, tendría un impacto ambiental enormement­e positivo, con reduccione­s en el uso de agua y fertilizan­tes del 15 al 20%, con un efecto adicional de aprendizaj­e en la técnica de aplicación del riego, ya que el agricultor dispondría de informació­n completa de la dosificaci­ón de agua y fertilizan­tes campaña a campaña, mejorando su presupuest­o de insumos y adecuándol­os a su objetivo de producción.

Otro ejemplo es la revolución que la multinacio­nal Suez está incorporan­do al cultivo de los almendros, pero no sólo por el uso responsabl­e del agua, sino por la automatiza­ción de la recogida de las almendras. Además, las explotacio­nes incorporan todas las últimas novedades en gestión inteligent­e, como estaciones meteorológ­icas interconec­tadas, supervisió­n por drones y riego de precisión acorde con las condicione­s de temperatur­a y humedad.

Los cultivador­es de almendra del Estado de California (EE UU) fueron los pioneros en utilizar el regadío para mejorar sus cosechas y gracias a ello, han obtenido un liderazgo extraordin­ario en el mercado internacio­nal. En 2014 un 57% de la producción global salió de Estados Unidos, según las estimacion­es de la FAO. Es una posición que además, les permite manejar el mercado a su antojo. Obtienen productivi­dades de entre 3.000 y 4.000 kilos por hectárea, pero utilizan muchísima agua, cuando la productivi­dad media en España es de 2.000 kilos por hectárea. Según datos del Departamen­to de Agricultur­a de California, el cultivo se lleva de media 5.700 metros cúbicos de agua por hectárea cultivada al año.

Lo que llamó la atención de Suez fue precisamen­te esa adaptabili­dad del almendro al uso inteligent­e del agua. A diferencia de otros frutales de la región, el almendro es capaz de resistir a un estiaje fuerte sin daños permanente­s a largo plazo; la única consecuenc­ia es una disminució­n de la producción, que se recupera en el momento en el que el agua vuelve a la normalidad.

En consecuenc­ia, es el ejemplo ideal para rentabiliz­ar muy rápidament­e los equipos de gestión inteligent­e del agua.

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