Una xarxa d’abastament perd aigua en silenci: per trencaments que ningú no veu, per juntes que degoten durant anys i per comptadors que registren menys del que hi passa. La sensorització IoT de les xarxes d’aigua converteix aquest silenci en dades, i les dades, en dues coses que un gestor necessita: saber on es perd l’aigua avui i anticipar on es perdrà demà. A més, ha deixat de ser opcional: la directiva europea d’aigües de consum i el Reial decret 3/2023 obliguen a avaluar i notificar les fuites estructurals, i el PERTE de digitalització del cicle de l’aigua ha finançat la instal·lació de sensors i plataformes en consorcis, mancomunitats i ajuntaments. Aquesta guia explica què es mesura, què es calcula, què prediuen els models, què exigeix la normativa i com abordar un projecte, amb l’experiència de CEDESA al Consorci de Medi Ambient de Badajoz.

Què mesura una xarxa sensoritzada

Els sensors que s’instal·len en una xarxa d’abastament són de pocs tipus, col·locats en molts llocs:

Cabalímetres a les captacions, als dipòsits, a les entrades de sector i als grans consumidors, per saber quanta aigua entra a cada tram i quanta en surt.
Sensors de pressió en punts crítics i als extrems de cada sector, per detectar caigudes anòmales i gestionar la pressió, que és la primera palanca contra les fuites.
Sensors de nivell als dipòsits, per al balanç i per al control dels bombaments.
Sondes de qualitat: clor residual, terbolesa, pH, conductivitat i temperatura en dipòsits i punts de la xarxa, per al control sanitari continu que exigeix la normativa d’aigües de consum.
Comptadors intel·ligents amb telelectura a les escomeses, que substitueixen la lectura periòdica per lectures horàries o diàries i permeten calcular el consum real de cada sector.
Sensors acústics (registradors de soroll o loggers) a la canonada, que detecten el so característic d’una fuita.
Estat dels equips: bombes, vàlvules, variadors i energia consumida, per al manteniment i l’eficiència energètica.

La comunicació es resol amb xarxes de baix consum i llarg abast (LoRaWAN, NB-IoT) per als sensors dispersos, amb telemetria convencional o fibra per als punts amb energia, i amb la integració en l’SCADA existent quan n’hi ha. El que importa no és el sensor, sinó que la seva dada arribi amb marca de temps, qualitat i ubicació a una plataforma que l’entengui.

Què es calcula amb aquestes dades

Balanç hídric per sector i per període: aigua subministrada enfront d’aigua consumida autoritzada, que dona l’aigua no registrada, la suma de pèrdues reals (fuites) i aparents (errors de mesura, consums no autoritzats).
Sectorització en districtes hidromètrics: dividir la xarxa en zones amb entrades mesurades per localitzar en quin sector hi ha la pèrdua.
Cabal mínim nocturn: el consum entre les dues i les quatre de la matinada és gairebé tot fuita; la seva evolució sector per sector és l’indicador més sensible d’un trencament nou.
Indicadors normalitzats de pèrdues, entre els quals l’índex de fuites estructural (ILI) i els litres per escomesa i dia, que permeten comparar sectors i anys i són els que demana la normativa.
Perfil de pressió i la seva relació amb els trencaments, per ajustar vàlvules reductores i bombaments.
Consums anòmals per comptador: fuites interiors als habitatges, comptadors aturats, consums fora de patró.
Eficiència energètica dels bombaments, que en moltes xarxes són el cost d’explotació més alt.

Què prediuen els models

Amb prou historial, els models d’aprenentatge automàtic hi afegeixen anticipació:

Detecció primerenca de fuites: aprenen el patró normal de cabal i pressió de cada sector per hora, dia de la setmana i estació, i alerten quan el sector se’n desvia abans que la fuita aflori.
Predicció de la demanda a hores i dies vista, per planificar els bombaments en hores d’energia barata i dimensionar els dipòsits.
Probabilitat de trencament per tram, encreuant material, edat, diàmetre, pressió, historial d’avaries i sòl, per prioritzar la renovació de canonades amb criteri i no per antiguitat.
Predicció de la qualitat: evolució del clor residual i risc d’incompliment en punts llunyans.
Detecció de frau i d’errors de mesura als comptadors.

És l’enfocament que CEDESA va aplicar en el projecte per al Consorci de Medi Ambient de Badajoz: algorismes de predicció per a xarxes d’abastament, optimització del consum, detecció de fuites i predicció de la demanda mitjançant aprenentatge automàtic, finançat pel PERTE Aigua en el marc del Pla de Recuperació, com recollim a la pàgina d’innovació.

A què obliga la normativa sobre fuites

La Directiva (UE) 2020/2184, relativa a la qualitat de les aigües destinades al consum humà, va introduir a l’article 4 l’obligació dels estats d’avaluar els nivells de fuites d’aigua al seu territori, amb un indicador comú, i d’adoptar mesures per reduir-les. A Espanya la transposa el Reial decret 3/2023, de 10 de gener, que fixa els criteris tecnicosanitaris de la qualitat de l’aigua de consum i, a l’annex sobre fuites estructurals, la metodologia i el calendari perquè els gestors avaluïn i notifiquin les seves pèrdues. La conseqüència pràctica per a un consorci o un ajuntament és que necessita mesurar: sense cabalímetres de sector, sense telelectura i sense balanç hídric no hi ha avaluació possible, i encara menys un pla de reducció. La sensorització deixa de ser un projecte d’eficiència per convertir-se en l’eina amb què es compleix una obligació.

A això s’afegeixen el control analític continu de la qualitat de l’aigua, que aquest mateix reial decret reforça, i la protecció de dades en la telelectura, que produeix dades personals de consum per habitatge i exigeix minimització, informació i seguretat.

Com es finança

PERTE de digitalització del cicle de l’aigua: el Projecte Estratègic per a la Recuperació i Transformació Econòmica aprovat el 2022 dins del Pla de Recuperació ha finançat, mitjançant convocatòries del Ministeri per a la Transició Ecològica, projectes de sensorització, telelectura, plataformes de dades i models predictius de consorcis, mancomunitats, ajuntaments i operadors. Convé comprovar quines convocatòries continuen obertes o en execució, i les obligacions de justificació que comporten, que expliquem a digitalitzar la justificació de fons europeus.
Fons FEDER 2021-2027 de les comunitats autònomes, amb línies d’eficiència hídrica i digitalització.
Tarifa i estalvi: la reducció de l’aigua no registrada i de l’energia de bombament es tradueix en menys aigua captada i tractada per metre cúbic facturat; en moltes xarxes el projecte es paga amb aquest estalvi.
Compra pública d’innovació, quan la solució no existeix al mercat, com expliquem a com licitar un desenvolupament que encara no existeix.

Com abordar el projecte

Auditoria de partida: què es mesura avui, amb quina qualitat, quin SCADA i quin sistema comercial hi ha, i quin és el balanç hídric actual, encara que sigui aproximat.
Sectorització i punts de mesura: dissenyar els districtes hidromètrics i decidir on van els cabalímetres, els sensors de pressió i les sondes de qualitat, donant prioritat als sectors amb més pèrdues.
Plataforma de dades: ingestió de totes les fonts amb marca de temps i qualitat, model de dades únic de la xarxa (actius, sectors, sensors, comptadors), integració amb l’SCADA i amb el sistema comercial, i quadres de comandament.
Indicadors i alertes normalitzats, amb el càlcul del balanç i de l’índex de fuites a punt per a l’avaluació normativa.
Models predictius quan hi hagi prou historial, començant per la detecció d’anomalies per sector i la predicció de la demanda.
Operació: procediments de resposta a les alertes, campanyes de prelocalització i reparació, i mesurament de l’efecte en el mínim nocturn.
Seguretat i dades: la plataforma és un sistema d’un operador públic o concessionari i tracta dades personals de consum; conformitat amb l’Esquema Nacional de Seguretat i protecció de dades des del disseny, com expliquem a què és l’ENS.
Propietat i sortida: les dades històriques i els models són del gestor de la xarxa; el plec n’ha de garantir la portabilitat.

Preguntes freqüents sobre la sensorització IoT en xarxes d’aigua

Quins sensors s’instal·len en una xarxa d’abastament d’aigua?

Cabalímetres a les captacions, als dipòsits i a les entrades de sector, sensors de pressió en punts crítics, sensors de nivell als dipòsits, sondes de qualitat (clor, terbolesa, pH, conductivitat), comptadors intel·ligents amb telelectura a les escomeses, registradors acústics per a les fuites i sensors d’estat i d’energia a les bombes i les vàlvules, comunicats per xarxes de baix consum o integrats a l’SCADA.

Com es detecta una fuita amb sensors?

Sectoritzant la xarxa, mesurant el cabal d’entrada de cada sector i vigilant el cabal mínim nocturn: quan puja sense que canviï el consum, hi ha una fuita nova. Els models d’aprenentatge automàtic refinen aquesta detecció: aprenen el patró normal de cada sector i alerten de les desviacions abans que la fuita aflori; els registradors acústics la prelocalitzen a la canonada.

És obligatori avaluar les fuites d’una xarxa d’aigua?

Sí. La Directiva (UE) 2020/2184 obliga els estats a avaluar els nivells de fuites amb un indicador comú i a adoptar mesures per reduir-les, i el Reial decret 3/2023 fixa a Espanya la metodologia i el calendari perquè els gestors avaluïn i notifiquin les fuites estructurals. Sense mesurament per sectors no és possible complir-ho.

Què finança el PERTE de digitalització del cicle de l’aigua?

Projectes de digitalització d’operadors i administracions del cicle urbà de l’aigua: sensorització, telelectura, plataformes de dades, models predictius i millora de la gestió, mitjançant convocatòries del Ministeri per a la Transició Ecològica dins del Pla de Recuperació, amb les obligacions de justificació dels fons europeus.

Quines dades personals genera la telelectura de comptadors?

Consums per habitatge amb resolució horària o diària, que permeten inferir els hàbits dels ocupants. Són dades personals: cal informar els abonats, limitar la resolució i l’accés al que sigui necessari, protegir la plataforma d’acord amb l’Esquema Nacional de Seguretat i reflectir el tractament en el registre d’activitats.

Conclusió

Sensoritzar una xarxa d’aigua és mesurar cabal, pressió, nivell, qualitat i consum allà on cal, calcular amb aquestes dades el balanç hídric i l’índex de fuites que exigeix la normativa, i fer servir models per anticipar fuites, demanda i trencaments. La Directiva 2020/2184 i el Reial decret 3/2023 ho han convertit en una obligació, i el PERTE de l’aigua ho ha finançat. Si el teu consorci, mancomunitat o ajuntament vol passar de la lectura mensual a la dada en temps real, a CEDESA ho hem fet a Badajoz; explica’ns el teu cas a la nostra pàgina de contacte.