Gandía, primera ciudad de Europa en comunicar la red fija de contadores de agua con la tecnología Narrowband IoT

Gandía, junto con Global Omnium, ha sido una ciudad pionera en la implantación de las últimas tecnologías que han aparecido en el mercado en todos los ámbitos. Lo fue con el diseño, construcción y operación de las plantas de eliminación de nitratos por Electrodiálisis Reversible. Estas entraron en funcionamiento a principios de 2006 y 2007 respectivamente, con un caudal nominal de 32.000 m3/día. Han funcionado de modo continuo desde su arranque, habiendo suministrado más de 90 hm3 de agua con un contenido inferior a 25 mg/l en nitratos a la población de Gandía. En verano de 2016 se añadió un tratamiento adicional de filtración por Carbón Activado Granular para la eliminación de los plaguicidas (en concreto dos metabolitos, terbumetón-desetil y terbutilazina-desetil) presentes en la masa de agua subterránea. También lo fue con la implantación de una red fija de telelectura para los contadores de agua para toda la ciudad cuando nadie apostaba por estas tecnologías. En concreto, este proyecto se inició con la instalación de tres pilotos de red fija de telelectura de diferentes fabricantes de contadores en el año 2008, y la implantación se llevó a cabo durante los tres siguientes años, quedando concluida en el año 2012.

Desde ese momento, se dispuso en la ciudad de todas las ventajas que aportan estas soluciones, tanto en el ámbito del servicio al cliente como en el de la gestión de la red de distribución de agua. 

En el ámbito del servicio al cliente, se ha minimizado la necesidad de acceder a las viviendas para obtener la lectura de los contadores; se han eliminado los consumos estimados en las facturaciones; se está anticipando el aviso a los clientes de posibles fugas de gran magnitud en el interior de sus instalaciones; se está avisando a los clientes de la existencia de consumos continuados producidos por fugas de pequeña magnitud; se está proporcionando información periódica y puntual a los ciudadanos a través de la oficina virtual y de la APP móvil para fomentar el consumo responsable y se está permitiendo que el propio cliente personalice sus alarmas cuando no va a estar en la vivienda y se produzca un consumo de agua.

En el ámbito de la gestión de la red, ha permitido realizar balances hidráulicos, comparando diariamente el agua inyectada en un sector con el agua realmente registrada por todos los contadores asociados al sector. Con ello, se ha optimizado la detección de fugas en la red de distribución y se ha permitido anticipar la detección de consumos no autorizados. Todo ello, orientado a la mejora del rendimiento de las redes de distribución.

Simultáneamente al despliegue de la red fija para la telelectura de contadores, se sectorizó la red de distribución de agua con algo más de 300 km en 46 sectores con registro de caudal y presión. Estas actuaciones nos han permitido tener un rendimiento hidráulico en 2018 superior al 86%. 

Con la publicación por el 3GPP en junio de 2016 del estándar mundial NarrowBand_IoT junto con LTE CAT-M1, se ha abierto un nuevo abanico de posibilidades en relación con las comunicaciones. Estas tecnologías, al igual que Sigfox, LoRaWAN y otras, son redes abiertas a conectar dispositivos y sensores de toda índole. No son redes dedicadas únicamente para los contadores de agua.
Narrowband IoT es una tecnología basada en una modulación DSSS (Espectro ensanchado por secuencia directa) que introduce un patrón de bits redundante para cada uno de los bits que componen la señal, de forma que convierte a la señal transmitida en una señal más robusta en cuanto a interferencias.

Esta tecnología utiliza modulación SC-FDMA para la transmisión de información en Uplink y modulación OFDM para transmisión en Downlink. Opera en la banda de los 800 MHz y tiene un ancho de banda de transmisión de 180 kHz. Para la transmisión en Uplink hay dos modos de operación posibles, transmisión de tono único (single tone) y multi-tono (multi-tone). En tono único, está permitido tanto 3.75 Hz como 15 kHz de espaciado entre subportadoras, mientras que en multi-tono solamente se puede usar espaciado de 15 kHz. La transmisión multi-tono permite agrupar conjuntos de 3,6 o 12 subportadoras.

El tamaño máximo de la trama es de 1.600 bytes y tiene ratios de velocidad de transmisión de 50 kbps en Downlink y 50 kbps en Uplink si se utiliza transmisión multi-tono y 20 kbps cuando se utiliza transmisión de tono único.

En cuanto a la estructura de red, los dispositivos finales comunican directamente con las estaciones base, de modo que se elimina cualquier infraestructura intermedia. Ello es debido al largo alcance que presenta la tecnología Narrowband IoT, teniendo 20dB más de penetración con respecto a GSM. Los dispositivos envían la información recogida a la red de forma aleatoria, sin una ventana de transmisión establecida, por lo que la red recibe la petición de envío de información por parte del dispositivo final, reserva los recursos necesarios para la transmisión y envía la información al dispositivo final. Los dispositivos no realizan retransmisiones innecesarias de mensajes, sino que lo hacen bajo petición de la red. Además, para una mayor eficiencia de la misma, implementa un mecanismo diseñado para la reducción en la pérdida de información. De este modo, la red gestiona de forma individual cuál debe ser la potencia y la velocidad de transmisión de los dispositivos finales según los niveles de cobertura detectados.

Global Omnium es un referente internacional en la gestión de contadores inteligentes y está contribuyendo a la modernización de los servicios de agua urbanos, entre los que destaca la mejora de las aportaciones en el control de consumos y en las tecnologías de recogida de la información. Actualmente es el gestor del mayor parque de contadores inteligentes de España, con cerca de 700.000 unidades operativas y uno de los mayores de Europa. Además, tiene el privilegio de contar con la ciudad más grande de Europa, Valencia, totalmente teleleída en red fija desde finales del año 2015.

Ya en el año 2015, Global Omnium junto con Vodafone, realizó pruebas de conectividad con Celular IoT, la tecnología pre-estándar de Narrowband IoT. En concreto, en diciembre de 2015, efectuaron en Moncada la primera prueba a nivel mundial de conectividad con esta tecnología.

Una vez publicado el estándar mundial en 2016, se realizaron las pruebas de conectividad con NB-IoT y se empezaron a testear los primeros prototipos con contadores de agua. En la actualidad se siguen realizando pruebas con contadores de diferentes fabricantes. 

Una vez se ha contrastado la viabilidad de la tecnología para dispositivos conectados a los contadores en batería, mayoritarios en la ciudad de Gandía, se van a desplegar los dispositivos que comunican con la red NB-IoT. Éstos, proporcionan la información horaria de los consumos de los contadores de los ciudadanos, comercios e industrias. El despliegue de NB-IoT representa más seguridad y menos susceptibilidad de interferencias, proporcionando una mejor garantía de servicio.

De este modo, Gandía se convertirá en los próximos meses en la primera ciudad europea que monitorizará, controlará y gestionará su consumo de agua a través de la red de comunicaciones NB-IoT, una tecnología que hace posible conectar los contadores que se encuentran en zonas subterráneas y en los interiores de edificios con poca o nula cobertura, donde las redes de comunicaciones habituales no llegan.

Al disponer de las lecturas horarias de todos los suministros, se va a optimizar el servicio al cliente y la gestión de la red de distribución con los algoritmos ya desarrollados por GO-Aigua (la plataforma tecnológica de Global Omnium).

La red NB-IoT desplegada en toda la ciudad por Vodafone también va a permitir poner en marcha diferentes proyectos que mejorarán el día a día de los ciudadanos. Entre estos proyectos se pueden mencionar, la gestión inteligente de las plazas de parking públicas, la recogida inteligente de residuos, la gestión eficiente del alumbrado público, el control de la contaminación acústica, el control de la contaminación medioambiental, soluciones de teleasistencia o de gestión inteligente de edificios públicos y múltiples proyectos más.

El despliegue de esta tecnología también ofrece nuevas posibilidades tanto al tejido industrial y empresarial de la ciudad como a los ciudadanos. Algunos ejemplos de aplicaciones y casos de uso con Nb-IoT son la gestión de alarmas de incendios o robo en las viviendas y comercios, más precisión en técnicas agrícolas, sensores atmosféricos, monitorización del terreno, la polución, la lluvia y muchos otros.

La incorporación de las comunicaciones con Nb-IoT supone un paso más en la implantación de las tecnologías disponibles para mejorar el servicio ofrecido por Global Omnium a la población de Gandía. 

Puede descargar aquí el artículo completo.