jueves, 3 de julio de 2014

Aplicaciones para mejorar la gestión del agua y la energía en las zonas regables

En las comunidades de regantes (CCRRs) donde se aplican las tecnologías de la información y la comunicación (TICs), el sistema de gestión suele estar formado por diferentes herramientas que permiten la optimización de la distribución del agua y el consumo energético, facilitando las tareas del personal de la CCRRs, así como mejorando el servicio a los regantes. 
Arquitectura del sistema de gestión





A continuación se describen las principales herramientas de las que se puede disponer en una comunidad de regantes.

  1. La aplicación de riego es la encargada de la gestión del censo, de la asignación del agua de riego y de su distribución. Controla tanto las peticiones de riego de los agricultores como los riegos efectuados. En caso de sistema de distribución por turnos, establece los turnos de riego en base al protocolo establecido (cálculo de turnos). Envía al SCADA la programación de los riegos y una vez ejecutados, recibe los datos de los volúmenes suministrados para poder hacer la facturación a cada agricultor, descontando el agua consumida y el dinero de sus respectivos saldos. Esta aplicación puede tener integrado un módulo GIS que permite consultar gráficamente las parcelas de un agricultor y la información sobre la infraestructura hidráulica.
  2. En la aplicación GIS se realiza la edición de información gráfica de las parcelas e infraestructuras, así como las consultas y mapas temáticos de toda la información disponible. Se puede conectar a distintos servidores Web Map Server (WMS) que proporcionan información de catastro, ortofotomapas, mapas de suelos, cartografía medioambiental, actuaciones urbanas, etc. El GIS permite una visualización global de toda la zona regable, relacionando toda la información alfanumérica y espacial disponible. Se puede emplear software libre como QGIS, gvSIG, ...
  3. La aplicación de control del SCADA presenta la información mediante un mapa interactivo que contiene todos los elementos de control. Recibe las ordenes de la aplicación de riego, efectúa las operaciones de telecontrol encargadas, y devuelve la información del normal desenvolvimiento de los suministros o de los eventos que se hayan producido (consumos, averías, etc.), que la aplicación de riego transmitirá finalmente a los agricultores afectados. Se pueden describir tres niveles de actuación del SCADA: (i) monitorización: los datos suministrados por los sensores instalados en la red de riego son recopilados por el centro de control, y pueden ser observados directamente por el operador o remotamente a través de aplicaciones web y de telefonía móvil; (ii) control manual: el operador puede actuar directamente sobre la infraestructura de riego desde el centro de control o remotamente a través de aplicaciones web; y (iii) control automático: una RTU recibe automáticamente la programación de los riegos procedentes de la aplicación de riego, abriendo la válvula y cerrándola según lo programado, enviando a la aplicación de riego el volumen suministrado en base a las lecturas del contador.
  4. Se puede disponer de un modelo hidráulico de la red, que estará permanentemente actualizado gracias a la integración GIS–SCADA. El GIS proporciona toda la información actualizada sobre cartografía y características de la red, con lo que se construye el modelo básico. Por su parte, el SCADA proporciona información sobre consumos y actuaciones sobre los elementos de la red en tiempo real, permitiendo conocer la evolución de las variables hidráulicas ante cualquier situación. El modelo así actualizado se emplea para tareas de planificación desde programas como EPANET o GISRed, y también en la toma diaria de decisiones mediante la integración del modelo en el sistema SCADA (aplicación SCARed).
  5. La aplicación de gestión contable se encarga de la gestión contable de la CCRRs. Proporciona información sobre la facturación realizada a cada usuario en base a los volúmenes suministrados. Enlaza los ingresos realizados por los usuarios en las entidades bancarias con las cuentas de la CCRRs. De esta manera los citados ingresos quedan automáticamente reflejados en la cuenta de los regantes. Los ingresos para el pago de las cantidades solicitadas por la CCRRs se puede realizar directamente en la sucursal bancaria, en cajeros o mediante banca electrónica. Además se pueden implementar aplicaciones que permitan al regante programar sus riegos a través de un cajero bancario.
  6. La función del módulo de tratamiento estadístico es analizar todos los datos recopilados por el sistema de gestión, permitiendo realizar de forma periódica y programada las evaluaciones, estudios e informes sobre la evolución de los indicadores deseados.
  7. La aplicación de teledetección permite contrastar la información suministrada por los regantes mediante el uso de imágenes multiespectrales remotas. Se aplica para contrastar información relativa al cultivo implantado, los embalses declarados o uso real del agua suministrada. Esta información puede resultar de gran utilidad para detectar usos fraudulentos del agua, así como conocer cual es la evapotranspiración real de los cultivos, y de esta manera poder conocer la eficiencia global de la zona regable.
El acceso remoto al sistema se realiza a través de las aplicaciones Web y para telefonía móvil. Estas aplicaciones suelen presentar diferentes niveles de acceso: abierto, aplicaciones para los agricultores, y aplicaciones para el personal de la CCRRs (técnicos, celadores, personal de mantenimiento y administrativos). Las aplicaciones permiten a los agricultores acceder a su información y gestionar todas sus tareas relacionadas con los volúmenes de agua suministrados. El personal de la CCRR puede disponer de diferentes aplicaciones Web para: (a) dar servicio a los agricultores, (b) poder supervisar y controlar la distribución del agua, y (c) registrar las operaciones de mantenimiento. Las principales aplicaciones son:
  • Aplicación celadores. Permite que los celadores puedan atender a los agricultores y supervisar remotamente los riegos y toda la infraestructura que tienen a su cargo. El acceso por Internet permite una conexión directa con las bases de datos del sistema, incluida la información facilitada por el SCADA.. 
  • Aplicación de incidencias. Registra las operaciones de mantenimiento preventivo, normativo y de reposición de la infraestructura realizadas por los celadores y el personal de mantenimiento. Por tanto permite a los técnicos, celadores y personal de mantenimiento un seguimiento histórico de las operaciones de mantenimiento, así como de los elementos en que se producen las mismas.
  • WikiCCRR. Se trata de un sistema de gestión documental compartido que recoge toda la información de gestión técnica de las infraestructuras. Su objeto en compartir y mejorar las comunicaciones y procesos internos entre el personal de la CCRR.
  • WebGIS. En esta aplicación se integran los mapas propios de la CCRRs con ortofotomapas, mapas topográficos y mapas catastrales disponibles en otros servidores.
  • Asesoramiento al regante. Partiendo de la información agro-climática existente de las distintas estaciones de las redes agrometeorológicas que monitorizan la zona, obtenida diariamente a través de Internet, se determinan las necesidades de riego de los cultivos a escala diaria. Esta información, junto con los datos de las parcelas disponibles en la base de datos, permite determinar las necesidades de cada una de las parcelas, y por tanto realizar el calendario de riegos y programar el funcionamiento de la red de distribución. En esta programación se tendrá en cuenta tanto la optimización de los costes energéticos de la red como sus limitaciones hidráulicas.
Ademas de todas las aplicaciones expuestas se pueden considerar otras herramientas para: (a) la optimización del consumo energético mediante el control en tiempo real del rendimiento de los grupos de bombeo, (b) asesoramiento al agricultor sobre el consumo de energía en parcela; (c) desarrollo de nuevas aplicaciones en el entorno WebGIS y (d) mejorar los procesos administrativos y técnicos de la CCRR.