Conexión de tapas de alcantarilla y gestión de sistemas de alcantarillado

En todo el mundo, la población urbana crece rápidamente, el cambio climático es una amenaza cada vez mayor y los sistemas mundiales de alcantarillado y gestión de aguas residuales están envejeciendo. La combinación de estos tres factores está ejerciendo una enorme presión sobre las infraestructuras de alcantarillado y aguas residuales, y si no se hace algo para mitigar la amenaza, muchos municipios se enfrentan a una bomba de relojería. Dos empresas, CTHINGS.CO y NID ApS , han unido sus fuerzas para hacer frente a la creciente amenaza que supone una infraestructura inadecuada, introduciendo una solución aparentemente sencilla: tapas de alcantarilla conectadas, con el fin de controlar lo que ocurre bajo el nivel del suelo.

Las ciudades y los municipios llevan mucho tiempo intentando controlar las líneas de alcantarillado, pero como son subterráneas y los puntos de acceso tienen enormes tapas de alcantarilla, ha sido todo un reto. Muy a menudo, se ha colocado un dispositivo conectado en el alcantarillado y, al cabo de dos semanas, alguien ha tenido que bajar y extraer manualmente la tarjeta SIM, introducirla en el sistema y analizarla. Es posible que hayan hecho esto en un puñado de ubicaciones durante unas semanas y luego hayan trasladado los dispositivos a una nueva ubicación. Este tipo de operación requiere mucho trabajo y no ofrece información en tiempo real ni el tipo de datos globales que ayudan a optimizar un sistema de forma real. No es muy eficaz ni racionalizado, porque hay una gran diferencia entre recoger muestras de datos y tener datos todo el tiempo en tiempo real: es la diferencia entre rastrear y correr.

Ahora, imagina que una arqueta lleva conectada ocho o diez meses. Has estado obteniendo datos y ahora tienes los suficientes para hacer un análisis real. Puedes cotejar esos datos con la información del servicio meteorológico y muy pronto el municipio puede recibir una alarma días antes de que llegue la lluvia. Tienes información que te dice que va a llover, que esta zona en concreto se va a ver afectada, lo que significa que podrías sufrir inundaciones u otros problemas. Con las tapas de alcantarilla conectadas y los datos generados, ahora puedes hacer frente a los problemas antes de que se produzcan, como vaciar las reservas de la depuradora para prepararte para el desbordamiento. Los datos históricos le permiten crear planes para lo que se avecina, en lugar de limitarse a reaccionar en el momento.

La danesa NID ApS es el mayor proveedor de tapas de registro de material compuesto de Escandinavia y tiene una misión muy sencilla: ofrecer las mejores tapas de registro que existen. CTHINGS.CO aporta conocimientos tecnológicos muy sofisticados y avanzados, diseñando y desarrollando soluciones IoT de vanguardia de extremo a extremo. Combinando sus puntos fuertes, las dos empresas pueden ofrecer una moderna tapa de alcantarilla conectada capaz de detectar lo que ocurre bajo el nivel de la calle y transmitir esa información a las autoridades en tiempo real.

"Hoy en día se utilizan sistemas hidráulicos, teorías y modelos para comprender lo que ocurre en los sistemas de alcantarillado, pero estos dejan muchas incógnitas", afirma Niclas Rønne, director general de NID ApS. "Las tapas de alcantarilla conectadas permiten saber, de forma sencilla y fácil, cuándo sube el agua, dónde sube y, potencialmente, cómo sube. Esto tiene un gran valor para el medio ambiente, porque cuando llueve mucho se producen desbordamientos. Ahora mismo, aceptamos el hecho de que realmente habrá desbordamiento porque sería demasiado grande y costoso diseñar los sistemas de otra manera. En consecuencia, aceptamos que cuando llueve el agua residual fluya hacia los campos o lagos o hacia las calles de nuestra ciudad.

"También está la parte de 'qué demonios está pasando realmente ahí abajo'. Básicamente, nadie lo sabe. Imagina que estás trabajando en un municipio y empieza a llover. Lo único que puedes hacer es esperar a ver dónde están los problemas. Tal vez puedas hacer una conjetura, pero no está respaldada por hechos. Conectar las tapas de alcantarilla te proporciona datos procesables y te permite adelantarte al problema a corto plazo y planificar a largo plazo".

La solución

Tradicionalmente, las tapas de alcantarilla eran de hierro fundido y pesaban entre 50 y 60 kg. Son muy pesadas y, si hay que retirarlas para acceder a las tuberías y limpiar atascos o resolver cualquier otro problema -algo que suele ocurrir unas 20 veces al día en distintos puntos de una ciudad-, los trabajadores tienen que levantar media tonelada de peso.

Una vez desarrollada con éxito la nueva tapa de registro ligera, NID necesitaba un socio que pudiera acoplar un dispositivo conectado a las tapas de registro para poder enviar una señal y recopilar datos en tiempo real. Aquí es donde entró en juego la experiencia de CTHINGS.CO.

"Las modernas tapas de material compuesto de NID son resistentes pero ligeras y no bloquean la señal, lo que permite instalar un dispositivo conectado. Hemos instalado dispositivos muy sensibles en las tapas de alcantarilla que funcionan con una señal de 60 GHz", explica Arnold Wierzejski, fundador de CTHINGS.CO. "El dispositivo tiene un sensor, un radiomódem y tarjetas SIM IoT de Tele2, y es capaz de detectar en tiempo real desde los niveles de agua o la densidad de lo que obstruye las tuberías hasta la acumulación de vapor y si la tapa se ha desprendido como consecuencia de ello. Si ocurre cualquiera de estas cosas, se envía inmediatamente una alerta, lo que permite al cliente abordar el problema de forma proactiva, en lugar de reactiva, ahorrando tiempo, dinero y mano de obra.

Las dos empresas probaron su solución en un suburbio de Copenhague, donde en 2011 se produjeron grandes inundaciones tras caer 150 mm de lluvia en dos horas. A pesar de estar asentada sobre el agua, Copenhague tiene sistemas de alcantarillado y gestión de aguas residuales anticuados y en mal estado. y la ciudad sabe que tiene que hacer algo porque el coste de no hacer nada oscilará entre 50 y 85 millones de euros anuales. El proyecto piloto llevado a cabo por NID y CTHINGS.CO supervisó varios lugares y durante la fase de pruebas se recogieron 2.500 mediciones.

"Normalmente, se envían datos una vez al día", explica Arnold Wierzejski. Pero si la previsión meteorológica dice que va a llover, el sistema se ajusta y responde en tiempo real aumentando la frecuencia de las mediciones y los informes, para evitar inundaciones y otras complicaciones o para que las autoridades puedan reaccionar ante las condiciones cambiantes".

La monitorización en tiempo real también significa que los municipios pueden utilizar el mantenimiento predictivo en el pozo y el sistema de alcantarillado, ahorrando dinero, siendo más eficientes y también más sostenibles. Y la recopilación de datos a largo plazo significa planificar el futuro.

Una solución integral

El NID-CTHINGS.CO es una solución integral. El cuadro de mandos de CTHINGS.CO es totalmente operativo y puede integrarse en cualquier otro sistema que exista actualmente o que pueda existir en el futuro.

"Construyas lo que construyas, amplíes lo que amplíes, tendrás el mismo acceso", explica Arnold Wierzejski. "Eso significa que si hay un sistema existente que los clientes están acostumbrados a usar, podemos exponer los datos recogidos a esos sistemas. Y también funciona a la inversa: podemos extraer datos para enriquecer los análisis y ofrecer perspectivas más significativas. Por tanto, podemos intermediar los datos si el cliente lo desea, y contamos con todas las mejores prácticas y normas que cabría esperar".

Los datos generan información en tiempo real, así como informes que ofrecen un análisis a más largo plazo. Estos informes periódicos pueden tener una periodicidad que convenga al usuario, ya sea semanal, mensual o de otro tipo. Esto les ayuda a comprender que esta línea de alcantarillado es la que más agua transporta, que esa línea es la que tiene más problemas y que hay que limpiar todas las que están a su alrededor o tal vez construir una nueva. Los informes ayudan a priorizar los flujos de trabajo, lo que necesita atención con mayor urgencia, y también a comprender los efectos dominó dentro del sistema.

"Todas las estadísticas y todas las áreas de detección exhaustiva de retos se reúnen para ayudar a definir los problemas, porque los distintos sistemas y las distintas arquetas se enfrentan a retos diferentes", dice Arnold Wierzejski. "Es importante entenderlo para abordar los retos con eficacia.

Una vez instalados los dispositivos y recogidos y analizados los datos, quien esté al cargo, como el urbanista o el gestor municipal, podrá hacer un análisis de riesgos y conocer el umbral de riesgo y el umbral de seguridad de los distintos parámetros, lo que les permitirá proteger a sus comunidades y hacer un uso más eficaz de los recursos.

Gestión de la conectividad y la itinerancia

La gestión de su conectividad y de las SIM se realiza con Cisco IoT Control Center (2CONTROL), que ofrece funciones básicas de SIM List con estados, uso, etc.

"Algunas de las funciones que nos resultan más útiles son las estadísticas individuales y los datos de sesión de cada tarjeta SIM, lo que resulta beneficioso para optimizar los patrones de transmisión y solucionar los problemas de conectividad", afirma Arnold Wierzejski. "Las funciones de ingeniería, como Spotlight o Diagnose, nos ayudan fácilmente a encontrar la causa raíz de los problemas de conectividad. Además, apreciamos disponer de los estados de las tarjetas SIM y la posibilidad de cambiar o suspender las tarjetas SIM que no se han utilizado durante un tiempo. Realmente ayuda a tener clara la situación de las tarjetas SIM desde el punto de vista económico y de ingeniería".

La itinerancia también desempeña un papel importante en la expansión de los productos de la empresa por Europa, y tener acceso a los acuerdos de itinerancia de Tele2 IoT elimina muchos quebraderos de cabeza.

"Trabajar con los operadores de redes móviles (ORM) locales lleva mucho tiempo y es costoso", afirma Arnold Wierzejski. Contar con un proveedor de conectividad de eficacia probada, con una lista amplia y profesional de socios de itinerancia, nos permite ampliar nuestro negocio a nuevos países en muy poco tiempo, lo que significa que nuestro Time2Market es muy competitivo".

Desafíos

NID y CTHINGS.CO aprendieron mucho durante la fase piloto de sus tapas de alcantarilla conectadas. Como dijo Arnold Wierzejski, los dispositivos funcionan mejor si los pones en órbita que si los metes en una alcantarilla, porque es un entorno realmente duro en el que todo lo que hay en la alcantarilla se come la electrónica.

"Nuestra promesa a nuestros clientes es que el dispositivo sobrevivirá unos seis años, así que tuvimos que introducir mejoras y crear un hardware con materiales que realmente pudieran soportar ese duro entorno", explica Arnold Wierzejski. "El resultado es un dispositivo actualizado y un código fuente mejorado que ahora cumple su cometido".

IoT y conectividad

La solución NID-CTHINGS.CO es la primera de este tipo en Europa y utiliza tarjetas SIM de Tele2. LTE-M es la tecnología elegida porque está diseñada específicamente para lugares remotos que necesitan baterías de larga duración y bajo consumo.

"Algunos municipios están viviendo un romance con Lora u otras tecnologías que no ofrecen las capacidades de LTE-M", afirma Arnold Wierzejski. "Creo que ese romance durará poco cuando se den cuenta de que no tiene posibilidad de relación a largo plazo".

"Hay un gran número de ciudades en todo el mundo con sistemas de alcantarillado anticuados, de difícil acceso y que necesitan urgentemente mejores formas de mantenerlos. Sin la conectividad de Tele2 IoT y los datos en tiempo real que nos permite recopilar, no harían más que cocinar espaguetis. Las líneas parecen espaguetis y las ciudades solo intentan actualizar y mejorar el sistema añadiendo más líneas, lo que no soluciona realmente el problema. Nuestra solución cambia eso, ya que les permite supervisar múltiples ubicaciones y abordar los problemas antes, antes de que se vuelvan abrumadores".

Cartera en crecimiento

Paralelamente a la instalación de tapas de registro conectadas, NID y CTHINGS.CO han estado desarrollando una nueva solución para el operador de servicios públicos Va Syd, en el sur de Suecia, que consiste en supervisar a distancia los hidrantes.

"Llamamos a este proyecto Smart Hydrant Cap y con él medimos tanto el uso como controlamos la seguridad", dice Arnold Wierzejski. "Los hidrantes son infraestructuras críticas y es crucial que estén vigilados para evitar cualquier manipulación, como en el caso de un atentado terrorista. La solución que hemos desarrollado está patentada y funciona con cualquier tipo de hidrante".

Además, su solución de radar industrial inteligente tiene muchos otros usos, como fosas sépticas, ríos, orillas del mar, lagos y embalses artificiales y naturales.

"El interés por nuestra solución sigue creciendo. También hemos recibido consultas para ver si nuestras soluciones pueden utilizarse para controlar el grano en silos, el aceite en depósitos... los casos de uso son increíbles", dice Arnold Wierzejski. "Hay otras soluciones en el mercado, pero no tienen lo que tenemos nosotros. El alcance máximo de nuestros competidores es de 2 a 3 metros, el nuestro es de hasta diez metros. La esperanza de vida de sus dispositivos es de un año a 16 meses, la nuestra es de seis años".

La demanda de las soluciones CTHINGS.CO y NID, y el hecho de que la empresa se esté preparando para crecer, se debe al esfuerzo realizado para desarrollar un alcance, un rendimiento y un funcionamiento superiores, a la vez que menos exigentes en términos de mantenimiento y más fáciles de manejar a distancia. Actualmente, CTHINGS.CO tiene clientes en toda Europa continental, con unos 1.300 dispositivos desplegados sobre el terreno. La empresa espera que esta cifra crezca exponencialmente en los próximos meses gracias a las nuevas asociaciones establecidas.

"También nos complace presentar nuestra solución Smart ALARM, perfecta para el mercado B2C, concretamente para depósitos de retención privados", afirma Arnold Wierzejski. "Con esta solución, los propietarios pueden controlar el nivel de líquido de su depósito y recibir alertas cuando alcanza un punto crítico. Esta función ayuda a prevenir costosos daños causados por el agua y garantiza a los propietarios un suministro de agua constante."

Otra función esencial que se está desarrollando son las Estructuras de Desbordamiento, que harán un seguimiento del rendimiento de las estaciones de bombeo y de la cantidad de líquido bombeado a través de ellas. Esta función ayudará a los operadores a optimizar el rendimiento de las estaciones de bombeo y evitar situaciones de desbordamiento, que pueden ser costosas y peligrosas. También se está desarrollando una función de control de bocas de incendio que utiliza sensores para controlar el caudal y la presión del agua en las bocas de incendio.

"Looking ful futuro, estamos estudiando la posibilidad de integrar las previsiones meteorológicas en nuestro software. Conectando los datos de las previsiones meteorológicas a nuestra solución de gestión del agua, podemos tener una perspectiva más amplia de cómo influyen los patrones meteorológicos en la gestión del agua. Esta función permitirá a nuestros usuarios tomar decisiones más informadas sobre el uso y la gestión del agua, garantizando que siempre estén preparados para cualquier cambio relacionado con el tiempo."

Al fin y al cabo, estas nuevas funciones proporcionarán a los usuarios una experiencia de gestión del agua más agradable y eficiente. Con una mayor visibilidad y control, los usuarios pueden optimizar el rendimiento, evitar daños costosos y garantizar un suministro de agua seguro y fiable. El objetivo de CTHINGS.CO es seguir mejorando y ampliando nuestras capacidades para que la gestión del agua sea más fácil y eficiente para todos.

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