Según cifras de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), el 55% de la población mundial vive en zonas urbanas, porcentaje que se espera que aumente al 68% en 2050. Esta migración desde las zonas rurales hacia las ciudades, combinada con el crecimiento generalizado de la población mundial, podría sumar a las áreas urbanas otros 2500 millones de personas para 2050, y cerca del 90% de dicho incremento se produciría en Asia y África.[1]
Esta rápida urbanización ya está presionando las infraestructuras de aguas limpias y residuales de las ciudades, que cada vez son más antiguas y carecen de sistemas modernos de monitorización y control. La rápida urbanización ha puesto de manifiesto la necesidad de: una gestión inteligente de las aguas dulces, residuales y pluviales para garantizar la seguridad del agua potable; una gestión de las aguas residuales y la monitorización de las aguas pluviales para mantener la seguridad de las viviendas urbanas; y evitar la escasez de agua, riesgos para la salud pública e inundaciones en zonas urbanas.
El advenimiento de la ciudad inteligente
El Consejo Económico Mundial cree que la solución puede estar en sistemas de monitorización conectados que ayuden a anticipar fallos del sistema y otros peligros potenciales. Estas redes de colaboración son la clave de la solución de la ciudad inteligente.
No existe una definición universalmente aceptada de ciudad inteligente. Significa distintas cosas para distintas personas. Así pues, el concepto de ciudad inteligente varía de una ciudad a otra y de un país a otro, dependiendo del nivel de desarrollo, de la voluntad de cambio y reforma y de los recursos y aspiraciones de los residentes de la ciudad.
Según un informe de Nesta, una fundación para la innovación global, las ciudades inteligentes del futuro combinarán los mejores aspectos de las infraestructuras tecnológicas al tiempo que aprovecharán el creciente potencial de las “tecnologías colaborativas”, que permitan una mayor colaboración entre comunidades urbanas así como entre ciudadanos y gobiernos municipales con el fin de mejorar la calidad de vida.
Cuando se hace mención a ciudades inteligentes, el término suele aplicarse a los grandes centros urbanos como Londres, París o Nueva York, pero en realidad el tamaño no es relevante: hay ventajas en ser inteligente sin importar el tamaño de la ciudad. Por eso ABB cuenta con varias soluciones que se adaptan a cada caso, desde localidades pequeñas hasta enormes metrópolis, porque lo que vale para una ciudad grande no siempre es lo adecuado cuando el ámbito de aplicación es menor.
Cuando el tamaño no importa
La quinta localidad más grande de Suecia, Västerås, que cuenta con una modesta población de 150.000 habitantes, es un ejemplo de ciudad pequeña inteligente.
Sus centrales hidroeléctricas, la red eléctrica local, una planta de conversión de residuos en energía, las redes de calefacción y refrigeración, las plantas de tratamiento de aguas limpias y residuales, la red de distribución de agua y la red de fibra óptica están gestionadas por la empresa energética sueca Mälarenergi, que se asoció con ABB para convertir Västerås en una ciudad inteligente.
Un objetivo clave de esta inversión digital es integrar las salas de control de los numerosos sistemas de automatización que gestionan estas operaciones en expansión para crear un entorno operativo unificado. La solución de ciudad inteligente aprovecha el enfoque de ABB Ability™ Collaborative Operations para integrar las tecnologías y servicios de ABB con la experiencia operativa actual de Mälarenergi.
Collaborative Operations combina el gran conocimiento en este campo y en materia de control que tienen ambas partes para hacer que la información más útil esté disponible más rápido, de forma que Mälarenergi y ABB, juntos, puedan saber más y hacer más y mejor. Este enfoque está transformando a Mälarenergi, haciendo que pase de ser una empresa tradicional de infraestructuras de servicios públicos a un proveedor de servicios de infraestructura integrados que tiene en cuenta la experiencia del usuario final.
Esta red optimiza el rendimiento operativo y reduce el consumo de energía. El análisis de datos facilita a los operadores identificar, categorizar y priorizar problemas potenciales que surjan con los activos, procesos y áreas de riesgo, de modo que aumente la eficiencia y se reduzcan costes.
Lucha contra las fugas de agua
La ciudad de Ho Chi Minh es un buen ejemplo de los desafíos que una rápida urbanización puede generar para las redes de agua.
En apenas cincuenta años, la ciudad vietnamita ha pasado de ser una simple comunidad de pescadores a convertirse en la ciudad más grande y el motor económico del país. En la década de los sesenta, solo el 5% de la población vietnamita vivía en ciudades, cifra que ha subido hasta el 33% actual, ya que la gente se siente atraída por mejores condiciones de vida y mayores oportunidades de trabajo. Una tendencia que hace que las fronteras de Ciudad Ho Chi Minh se expandan un 4% cada año.
El auge de la ciudad de Ho Chi Minh está ejerciendo tal presión sobre los sistemas locales de aguas limpias y residuales que hace falta una mejora rápida.
Este rápido crecimiento le exigía cada vez más a su envejecida infraestructura. La red local de distribución de agua de la ciudad de Ho Chi Minh, que abastece a más de ocho millones de habitantes, tiene una extensión de unos 33 000 kilómetros. En 2016, la ciudad perdió por fugas y tuberías dañadas el 30%, 150 millones de metros cúbicos, de su agua limpia. Para mejorar esta situación insostenible, la empresa de servicios públicos local Saigon Water Corporation (SAWACO) se marcó el objetivo de reducir semejante desperdicio al 10% para el año 2020. Dicho proyecto incluye la expansión de la actual capacidad de la red, la integración de sectores más aislados, la reducción de las fugas de agua y el control y monitorización en tiempo real del estado de la red con el fin de prevenir trastornos graves.
Para ello se ha adoptado un sistema SCADA (control de supervisión y adquisición de datos), ABB Ability™ Symphony Plus. El sistema de ABB integra un sofisticado sistema de detección y gestión de fugas creado por TaKaDu, una empresa de gestión de redes de agua. El proyecto implantará en la red hídrica varios puntos de recogida de datos, tales como sensores y medidores de monitorización de caudal y presión, que incorporan un sistema nativo de información geográfica, lo cual permitirá a SAWACO monitorizar digitalmente el estado de la red casi en tiempo real. La empresa de servicios públicos podrá detectar, analizar y gestionar de manera constante los eventos de la red, transformando esos datos en una acción inmediata para reducir las pérdidas de agua.
ABB Ability™ Symphony Plus es un sistema de control especialmente diseñado para las industrias del agua y la energía, que ofrece flexibilidad y escalabilidad desde servidores independientes hasta escenarios complejos de varios niveles. Como parte de la cartera digital de ABB Ability™, este sistema de control aporta valor a los clientes recogiendo, analizando y procesando pormenorizadamente datos técnicos y de planta de sus sistemas
El resultado para SAWACO será un aumento en la cantidad de agua que llega a hogares e industrias, así como la reducción de los 500 000 metros cúbicos estimados de agua no contabilizada que se pierden por día, aproximadamente la capacidad diaria de una planta de agua de tamaño medio en la ciudad.
La gestión del riesgo en las ciudades inteligentes
Venecia, edificada sobre un grupo de 117 islotes situados en una laguna de 550 km² de aguas poco profundas, está sujeta a grandes variaciones en los niveles del agua, incluyendo mareas extremas de primavera que regularmente inundan de agua marina la ciudad, las casas, los negocios y los edificios.
Con la previsión de que el nivel del mar aumente gradualmente en las próximas décadas (hasta 20 cm para 2050 como consecuencia del calentamiento global), la ciudad de Venecia se enfrenta a un creciente riesgo de inundaciones. Para combatir este escenario, la ciudad emplea el sistema M.O.S.E (acrónimo italiano de módulo electromecánico experimental), que consta de 78 diques de contención incrustados en el lecho marino de las tres ensenadas de la laguna de Venecia. Estas compuertas podrán levantarse en 30 minutos con aire comprimido, creando una barrera capaz de soportar niveles de agua de hasta tres metros por encima de lo normal.
El cerebro de este ingenio es un sistema de control distribuido de ABB que se basa en la plataforma de automatización ABB AbilityTM Symphony® Plus y que puede subir y bajar las barreras según parámetros preestablecidos, siempre que un gran nivel de agua se acerque o aleje de la laguna. Además de eso, ABB también proporcionará una solución integrada de automatización eléctrica para todo el proyecto. La solución completa gestionará las señales de más de 50 000 dispositivos y coordinará el funcionamiento de todo el sistema de protección contra inundaciones, que consta de esclusas de navegación, rompeolas y barreras de contención para proteger la laguna de las crecidas del mar, las tormentas invernales y las mareas primaverales, así como para proteger Venecia y zonas aledañas de inundaciones.
Un cambio de cultura
Existen algunos retos para los operadores que adopten estrategias de ciudad inteligente; el principal de ellos es el temor a la digitalización.
La industria del agua sigue siendo en gran medida mecánica y lidia con plantas de agua que constan de bombas y tuberías; no es fácil cambiar ese enfoque tradicional. Sin embargo, dicho enfoque no es lo bastante bueno para hacer frente a los actuales desafíos. Para que los operadores puedan sacar más partido a las infraestructuras existentes, hay que cambiarlo.
Utilizando una solución digital como la de ABB Ability™, los operadores pueden experimentar rápidamente grandes beneficios, como la identificación y reducción de fugas, que generarán confianza en el sistema entre los trabajadores. No tardarán en descubrir que se pueden alcanzar índices de éxito que eran impensables hace una década.
Esto conduce a un desafío de conectividad mucho más serio, en opinión de algunos: el acceso a trabajadores con competencias en materia digital. Se trata de un problema al que se enfrentan muchos sectores, pero, en este ámbito, la digitalización puede ser una gran ventaja. La tendencia del sector a alejarse de una industria de equipos físicos para decantarse por el software y la digitalización lo hará más atractivo para la próxima generación de trabajadores del agua.
Es evidente que, para satisfacer las necesidades futuras de las ciudades, una infraestructura inteligente es la mejor solución, y algunos dirán que la única. Con una red de agua inteligente, se pueden reducir al mínimo las fugas y mantener el control de eventos imprevistos con un abastecimiento de agua fiable. Una red de agua inteligente también permite a los operadores gestionar sus recursos de manera más eficaz, empleando menos energía para suministrar agua. Dada la disparidad de componentes conectados en las redes de agua, la resiliencia del sistema no puede hacer otra cosa más que mejorar, y mucho.
[1] Según la revisión de 2018 de World Urbanization Prospects (Perspectivas de la urbanización mundial) producida por la División de Población del Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de Naciones Unidas (DESA).
