Agua inteligente: Aprovechamiento del IoT para la supervisión y gestión del agua

Necesitamos agua. Por obvio que sea, a veces lo damos por sentado y olvidamos que abrir el grifo y obtener abundante cantidad de este recurso esencial es un lujo del que no disfrutan millones de personas en todo el mundo. Ya sea para el consumo humano o animal, la agricultura, el ocio o la generación de energía, el agua define nuestras vidas y su gestión es cada vez más importante tanto para las instituciones públicas como para las privadas.

Por eso, todos los esfuerzos que se hagan para preservar el agua son de gran importancia y tecnologías como IoT ya están haciendo importantes aportaciones a este fin. La tecnología IoT puede ofrecer una solución rentable y eficaz para la supervisión del agua, ya que permite recopilar y analizar datos en tiempo real de forma remota. En este artículo, exploraremos cómo se está utilizando IoT para diferentes tipos de monitorización del agua y las ventajas que ofrece.

Control de la calidad del agua

Pocas combinaciones son tan desastrosas como el hecho de que todos los organismos vivos dependan del agua y que esa agua esté muy contaminada con todo tipo de sustancias químicas, plásticos, residuos e incluso materiales radiactivos. Esta combinación se traduce en problemas de salud, productos agrícolas contaminados, ecosistemas alterados negativamente y pérdidas económicas.

Por eso la monitorización de la calidad del agua, como parte de estrategias más amplias, es un paso fundamental para prevenir y mitigar estas consecuencias negativas, e IoT ya ha demostrado su valía en este campo al proporcionar recopilación, análisis y visualización de datos en tiempo real. Estas son algunas de las variables que se analizan como parte de una solución de monitorización de la calidad del agua:

1. Control del pH: el control del pH controla la acidez o alcalinidad del agua. El pH afecta a la solubilidad de los nutrientes y los metales pesados, y también puede afectar a la vida acuática.
2. Control del oxígeno disuelto: Los niveles de oxígeno disuelto son fundamentales para la vida acuática, y su control puede ayudar a detectar problemas como niveles bajos de oxígeno debidos a la contaminación, la proliferación de algas u otros factores.
3. Control de la turbidez: La turbidez se refiere al nivel de enturbiamiento o turbidez del agua causado por partículas en suspensión. Unos niveles elevados de turbidez pueden hacer que el agua no sea apta para el consumo, por lo que su control es fundamental para garantizar la calidad del agua.
4. Control de la temperatura: La temperatura afecta a muchos aspectos de la calidad del agua, incluidos los niveles de oxígeno disuelto y la disponibilidad de nutrientes.
5. Control de la salinidad: Los niveles de salinidad pueden afectar a la vida acuática, al crecimiento de los cultivos y a la eficacia de los sistemas de riego.

IoT ha mejorado la monitorización de la calidad del agua al proporcionar recopilación, análisis y visualización de datos en tiempo real que dibujan un mejor panorama para los analistas y permiten tomar medidas más rápidas y precisas.

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Gestión del agua

El agua llega a nuestras infraestructuras y el problema pasa de mantenerla limpia a utilizarla de forma eficiente. Las fugas de agua pueden pasar desapercibidas durante largos periodos y acabar añadiendo varios cientos de dólares a las facturas, o incluso causar daños estructurales importantes que hacen que aproximadamente una de cada 60 viviendas aseguradas tenga cada año un siniestro de daños materiales causados por daños por agua o congelación y un daño material medio de 11 650 USD.

Pero no sólo eso: con la sequía convirtiéndose en una realidad creciente en muchos lugares del mundo (no olvidemos la reciente crisis del agua en Sudáfrica), el uso eficiente del agua no es sólo una cuestión de finanzas personales, sino un asunto social que requiere todo el compromiso y la innovación.

Por eso, miles de edificios comerciales de todo el mundo están empezando a beneficiarse de la implantación de soluciones IoT que les ayudan a identificar y controlar su consumo de agua en tiempo real.

En el centro de estas soluciones se encuentran dispositivos como los registradores de pulsos que vigilan los contadores de agua y realizan un seguimiento del caudal de agua. Gracias a tecnologías de conectividad como Wi-Fi o LoRaWAN, estos dispositivos pueden enviar los datos recopilados a plataformas como Ubidots, donde el gestor del edificio puede observar las tendencias de consumo, configurar alertas para ser notificado de cualquier anomalía e incluso ejecutar funciones personalizadas para analizar datos históricos.

Otros dispositivos que componen estas soluciones son los detectores de fugas de agua, que, como su nombre indica, se encargan bien de detectar el agua que se ha filtrado en una superficie vigilada, bien de detectar anomalías en el caudal y la presión del agua. Existen tres tipos principales de dispositivos en esta categoría:

• Sensor de inundación: estos dispositivos alertan al usuario cuando entran en contacto con el agua, por lo que, colocados estratégicamente, pueden ser un buen método para detectar fugas a tiempo.
• Caudalímetro: estos dispositivos se instalan en el sistema de fontanería y controlan el caudal y la presión del agua. Las desviaciones en estas variables detectadas por el dispositivo (o la solución IoT global) se reconocen como fugas con un alto grado de precisión.
• Detector de fugas por ultrasonidos: estos dispositivos se instalan sobre el sistema de fontanería (sin necesidad de cortar tuberías) y, mediante tecnología ultrasónica, rastrean el consumo de agua para encontrar anomalías, como en el caso de los caudalímetros.

Control del nivel del agua

En forma de ríos, lagos y presas, el agua define y da forma a nuestras ciudades, como un hito móvil que puede tanto embellecerlas como causar estragos en ellas. Las inundaciones, cada vez más frecuentes (uno de los múltiples efectos del cambio climático), ponen en peligro cada año a comunidades enteras de todo el mundo, provocando ruinosas pérdidas de vidas humanas y devastación.

Con tanto en juego, no es de extrañar que las instituciones públicas y privadas utilicen el Internet de las cosas para mitigar los daños causados por las inundaciones.

Por ejemplo, Peclet Technology, una empresa australiana especializada en ciudades inteligentes, ayuda a los ayuntamientos a controlar el nivel de arroyos y ríos. Los datos, recogidos y puestos a disposición del público a través de Ubidots, se utilizan para informar a residentes, empresas y servicios de emergencia estatales sobre el riesgo de inundaciones.

A menor escala, también hay dispositivos de nivel que pueden hacer un seguimiento de tanques y abrevaderos para ofrecer información en tiempo real sobre el ritmo de uso del agua y la necesidad de rellenarlos. Estos dispositivos, especialmente útiles en agricultura, están diseñados para soportar las condiciones exteriores y no molestar a los animales cuando beben. Una sencilla configuración que combine estos dispositivos con Ubidots puede garantizar el bienestar de los animales gracias a alertas oportunas y visualizaciones intuitivas.

Control del agua en la agricultura

Al alejarnos de las ciudades y adentrarnos en el campo, el agua se vuelve esencial para todas las actividades agrícolas de las que dependemos. Todos los problemas que hemos abordado en este artículo adoptan una forma diferente cuando se trata de la agricultura, y aunque las sequías y las inundaciones son sin duda los más destructivos para esta industria (costándole 58.000 millones de dólares, en conjunto, en el periodo medido), aspectos como la calidad del agua, su uso eficiente y su disponibilidad general (más allá de las sequías, claro) resultan críticos para las operaciones diarias.

Por ejemplo, suministrar agua al ganado o a los cultivos en campos lejanos puede ser un reto logístico de varios niveles que podría implicar, entre otras cosas, acceder a acuíferos subterráneos y montar sistemas de bombeo para extraer el agua.

En este ejemplo, IoT puede aplicarse para dos cosas: monitorizar variables del agua como su nivel y controlar el sistema de bombeo. De este modo, es posible adoptar un enfoque más sistemático y cómodo de la distribución del agua de perforación y la planificación general de la explotación, lo que se traduce en un menor desperdicio de agua y, en última instancia, en una mejora de la experiencia agrícola.

IoT también puede contribuir a mejorar el uso del agua en la agricultura gracias a la implantación de sistemas de detección de humedad. Mediante el uso de dispositivos de humedad y conectividad celular o LoRaWAN, es posible monitorizar grandes extensiones de terreno y llevar a cabo un riego más eficiente.

Los datos generados por estos dispositivos pueden introducirse en Ubidots dashboard , donde siempre se puede determinar con precisión cuándo y cuánto regar. Y no solo eso, los sensores de humedad pueden ser solo una parte de un sistema de riego IoT más amplio que puede ahorrar miles de dólares en gastos de agua utilizando otros sensores como estos:

• Nivel
• Presión
• Flujo
• Sensores de calidad (para medir la conductividad o el pH, entre otras variables)
  

Control de los recursos hídricos

En última instancia, combinando varias de las estrategias mencionadas, la IO también puede ayudar a vigilar y preservar las cuencas de drenaje y las grandes masas de agua, como lagos y ríos.

El control de la calidad del agua, la gestión del riego y el control del nivel pueden arrojar luz sobre los efectos del riego y la escorrentía agrícola/urbana, así como sobre su impacto en el nivel de las aguas superficiales y subterráneas, para comprender mejor el flujo a través del sistema hídrico, detectar problemas y aplicar soluciones.

Los beneficios de este tipo de estrategias a gran escala, que abarcan cuencas de drenaje y grandes masas de agua como lagos o ríos, pueden ser enormes al repercutir positivamente, entre otras cosas, en:

• Recreo
• Agricultura
• Prevención de inundaciones
• Consumo de agua
• Sostenibilidad medioambiental
• Residuos de agua
• Erosión del suelo
• Generación de energía
  

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Al permitir la monitorización remota en tiempo real y el análisis de múltiples variables clave, el IoT ha transformado positivamente la forma en que rastreamos, analizamos y gestionamos los recursos hídricos. Aprovechando el poder del IoT, ahora es posible supervisar diversos aspectos de la calidad, el nivel y el uso del agua, y responder con eficacia a cualquier anomalía o problema.

Desde contadores de agua inteligentes y sistemas de detección de fugas hasta sensores de calidad del agua y soluciones de control de inundaciones, el IoT nos está proporcionando conocimientos revolucionarios sobre nuestra relación con el agua y nos ayuda a tomar decisiones más informadas sobre su gestión y conservación. Como seguimos enfrentándonos a retos cada vez mayores en torno a la escasez de agua y la contaminación, el IoT desempeñará sin duda un papel crucial para garantizar la sostenibilidad de este recurso esencial.

Introducción al hardware de gestión del agua

En el mundo del control y la gestión del agua, elegir el hardware adecuado es crucial para el éxito. Con las numerosas opciones disponibles, puede resultar abrumador. Para ayudar a las empresas a comenzar su viaje de soluciones de agua inteligentes, recomendamos dispositivos bien probados que se integran perfectamente con Ubidots. Estas opciones de hardware de confianza son un excelente punto de partida para los proyectos de gestión del agua.

NCD (Dispositivos Nacionales de Control):

Con más de 20 años de experiencia en la producción de hardware, NCD es un fabricante de dispositivos de eficacia probada que ofrece productos para casi todas las verticales y aplicaciones empresariales. Con un énfasis en la fiabilidad y robustez, los dispositivos de NCD son una gran opción para muchos de los tipos de control del agua tratados en este artículo.

Los sensores inalámbricos de largo alcance de la serie Enterprise de NCD incluyen varios dispositivos de detección de humedad del suelo, oxígeno disuelto, conductividad eléctrica y agua que cuentan, entre otras muchas características, con un alcance de línea de visión de 2 millas, hasta 10 años de duración de la batería y altos niveles de precisión.

Aprenda a enviar fácilmente los datos generados por los sensores NCD a Ubidots.

Red Lion Controls:

Red Lion es una empresa estadounidense que se centra en capacitar a las organizaciones industriales para desbloquear el valor de los datos mediante el desarrollo y la fabricación de productos y soluciones innovadores para acceder, conectar y visualizar su información. Los productos de Red Lion abordan la necesidad de recuperar datos de dispositivos antiguos y nuevos, y protegen contra las brechas de seguridad a las que se enfrenta la industria del agua y las aguas residuales.

Desde medidores de panel que ponen los datos al alcance de su mano hasta plataformas que le permiten integrar datos de distintos lugares, los productos de Red Lion le permiten actualizarse de forma rápida y sencilla.

Aprenda a conectar Crimson® 3.2 de Red Lion utilizando el conector de nube nativo de Ubidots.

Casos prácticos reales de gestión del agua en Ubidots

Francobordo: El lago Erie se vuelve inteligente

Al igual que la ya mencionada Peclet Technology, otras empresas especializadas en la gestión y monitorización del agua utilizan Ubidots como parte de sus soluciones. Es el caso de Freeboard Technology, una empresa que está construyendo redes de sensores medioambientales más inteligentes para lagos, ríos, estuarios y humedales, combinando tecnología probada y emergente para monitorizar y predecir las condiciones medioambientales.

Freeboard, que trabaja en zonas tan extensas y complejas como el lago Erie, vigila los efectos del cambio climático, la escorrentía excesiva de nutrientes, las algas tóxicas, la hipoxia, las inundaciones extremas, las corrientes peligrosas, los vientos fuertes y la erosión costera mediante sistemas de alerta temprana, analizadores de nutrientes en línea, redes de boyas conectadas y plataformas de observación.

Según Ed Verhamme, cofundador de Freeboard, "Freeboard influirá y dirigirá el diseño, la fabricación y el despliegue de redes de nuevos sensores e infraestructuras necesarios para vigilar y proteger las aguas de nuestra nación."

Peak HydroMet: Control de la salinidad a lo largo del río Fraser

Peak HydroMet Solutions, una empresa canadiense dedicada a ofrecer servicios integrales de monitorización medioambiental, es otro ejemplo de cómo el IoT, y los Ubidots, pueden utilizarse para diferentes aplicaciones en el campo de la monitorización del agua. Algunos de sus proyectos se centran en la monitorización a gran escala de ríos y cuencas hidrográficas en un esfuerzo por comprender los efectos de la retirada del riego en el nivel del agua, así como la viabilidad del riego en determinadas zonas afectadas por la salinidad.

Uno de estos proyectos se ha centrado en el río Fraser, en Delta (Columbia Británica), con el objetivo de captar y mostrar datos de sensores que puedan utilizarse para controlar la calidad del agua de riego con la ayuda de los agricultores locales. El proyecto consiste en recuperar información sobre salinidad, profundidad, temperatura, mareas, caudal y condiciones meteorológicas de diversas fuentes y ponerla a disposición de los interesados.

Cuantificar el medio ambiente: reducir los costes de los servicios públicos

Otra empresa que profundiza en el agua es Quantify Environmental, una innovadora consultora de sostenibilidad a la vanguardia del aprovechamiento del poder del hardware del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) para la eficiencia medioambiental e industrial.

Situada en Ontario (Canadá), Quantify Environmental ayuda a las empresas a identificar tendencias en el uso del agua y a desarrollar proyectos que se traducen en reducciones de la factura anual del agua de hasta el 20%.

Eche un vistazo a un estudio de caso completo de Quantify Environmental utilizando Ubidots.

Preguntas más frecuentes

¿Qué es el control de la calidad del agua?

Se refiere al uso de tecnología para controlar variables (pH, oxígeno disuelto, turbidez, temperatura, salinidad) que afectan a la calidad del agua y, por tanto, al fin para el que se utiliza (consumo humano/animal, agricultura, ocio, etc.).

¿Qué es la gestión del agua?

Las fugas no detectadas y el consumo anómalo de agua pueden acarrear importantes pérdidas económicas, ya sea por facturas más caras o daños estructurales. Por eso, miles de edificios comerciales de todo el mundo están empezando a beneficiarse de la implantación de soluciones IoT que les ayudan a identificar y controlar su consumo de agua en tiempo real.

¿Qué es el control del nivel del agua?

Utilizando tecnología como IoT para hacer un seguimiento del nivel de agua en diferentes tipos de arroyos, es posible hacer un uso más eficiente de este recurso natural e incluso alertar sobre inundaciones más rápidamente.

¿Qué es el control del agua en la agricultura?

En el contexto de la agricultura pueden controlarse múltiples variables relacionadas con el agua para conseguir un riego más eficaz y preciso de los cultivos, o un agua más segura o mejor para animales como vacas o peces.

¿Qué es el control de los recursos hídricos?

La combinación de distintos métodos de seguimiento puede servir para vigilar cuencas de drenaje enteras o grandes masas de agua, como lagos y ríos. El seguimiento de la calidad, el nivel y el uso del agua en zonas extensas puede tener un impacto más amplio y considerable en múltiples ámbitos, como la agricultura, las actividades recreativas, la prevención de inundaciones y el consumo de agua, entre otros.