CECOA: La gestión inteligente del agua

ACCIONA puso en marcha el pasado año el Centro de Control de Agua (CECOA), una plataforma tecnológica capaz de captar y tratar cientos de miles de datos procedentes de diferentes fuentes para optimizar la gestión de las plantas de tratamiento de agua y aumentar su eficiencia.

El CECOA, ubicado en sus oficinas en Madrid, aplica el concepto de “gestión inteligente” al sector del agua, aplicando tecnologías disruptivas como Big Data, IoT, Machine Learning o Inteligencia Artificial para mejorar la gestión en las plantas de tratamiento que ACCIONA gestiona en todo el mundo.

¿Cómo será la calidad del agua en Golfo Pérsico en los próximos seis días? ¿Cuál es el mejor momento para cambiar o limpiar las membranas de ósmosis inversa? ¿Cuándo se acercará la próxima marea de algas a la planta? 

Estas son solo algunas de las preguntas a las que se puede dar respuesta desde las instalaciones de CECOA. Se trata, en definitiva, de reducir costes en la operación y mantenimiento de las plantas, aumentando la productividad y la calidad del agua.

Para conocerlo a fondo, hemos entrevistado a Alejandro Beivide, el Director de Transformación Digital y Sistemas de Control de ACCIONA.

¿Qué ventajas ofrece el CECOA?

Es una herramienta que mejora enormemente la eficiencia, productividad e implementa los modelos de operación. Entre las ventajas más destacadas:

Mejora de la eficiencia y productividad de la planta

En el CECOA se reciben, procesan y analizan datos de nuestras plantas de tratamiento en todo el mundo, junto con datos de otras fuentes: organismos oficiales, datos históricos de las propias plantas, datos de proveedores y clientes, etc. 

Una vez recibidos, los datos son procesados por algoritmos y sistemas de machine learning e IA y los convertimos en información de valor para la toma de decisiones y la mejora de la eficiencia y la productividad de las plantas.

Reducción de costes de O&M 

Entre sus beneficios, se encuentra la mejora en la calidad del agua resultante; una mejora en la disponibilidad de la planta, ya que permite un mantenimiento predictivo que minimice las paradas; un aumento de la productividad, y una reducción de los consumos energéticos y del uso de productos químicos, por citar solo algunos ejemplos.

Todo ello redunda en una reducción de los costes de operación y mantenimiento y en un aumento de la competitividad, minimizando la huella ambiental de la planta.

Carácter colaborativo y multidisciplinar

El CECOA es una herramienta colaborativa y multidisciplinar, tanto en su uso como en su operación. No se trata solo de un lugar físico, es también una herramienta de trabajo, un soporte de asistencia y asesoramiento remoto, un centro de operaciones y una plataforma inteligente para mejorar los procesos y sistemas. 

En ella trabajan diferentes profesionales con muy distintos perfiles – ingenieros, matemáticos, informáticos, etc. – y es una herramienta abierta para toda la Compañía. Los empleados pueden consultar los datos de los que disponemos en CECOA para sus tareas habituales como redacción de proyectos, desarrollo de negocio, etc.

Cualquier técnico autorizado se puede conectar y visualizar información agregada, KPIs e interactuar con los sistemas de inteligencia artificial. 

¿En qué modelo os fijáis o sois pioneros?

Estamos trabajando técnicas y sistemas que permiten que vayamos autodescubriendo necesidades y potencialidad.

No necesitamos fijarnos en las modas tecnológicas, estamos observando nuestro día a día para identificar las posibilidades que las palancas tecnológicas nos ofrecen. A partir de ahí colaboramos con los líderes tecnológicos industriales para alinear nuestras necesidades y capacidades con la tecnología accesible en el mercado o a desarrollar.  

¿Qué supone una instalación como el CECOA para el negocio de ACCIONA?

La puesta en marcha del CECOA es un paso más en la apuesta de ACCIONA y, en concreto, de su negocio de Agua por la innovación y por la digitalización de procesos y sistemas para ser más eficientes en la gestión del ciclo integral del agua y en la operación y mantenimiento de nuestras plantas. La digitalización total de los procesos es hoy en día una evolución natural en el sector del agua.

Con el CECOA, desde ACCIONA estamos aplicando el concepto de “gestión inteligente” al sector del agua, incorporando tecnologías disruptivas como big data, IoT, machine learning o inteligencia artificial para mejorar la gestión y operación en las plantas de tratamiento que gestionamos en todo el mundo.

¿Cómo ha cambiado la gestión dentro del negocio de Agua de ACCIONA desde que el CECOA entró en funcionamiento?

Nuestro Centro de Control de Agua es un ejemplo relevante de cómo abordamos las necesidades de digitalización de la Compañía y de cómo incorporamos nuevas tecnologías en el sector del agua.

Pero es un proyecto que va más allá de la digitalización. Es una herramienta donde podemos desarrollar y probar muchas de las capacidades que de manera muy rápida van llegando al sector. 

Por ejemplo, en CECOA estamos conectando de manera cibersegura plantas de muchos países y tipologías y mediante técnicas de big data y data analysis generamos modelos e informaciones relevantes para optimización de procesos y mejora de los diseños. 

Tenemos desarrollados medidores virtuales capaces de darnos medidas de laboratorio que necesitan análisis y que se hacen varias veces al día en medidas continuas que interactúan con los sistemas de control cada segundo. Esto optimiza sistemas de dosificación y nos asegura estar acercándonos a los puntos óptimos de operación. 

Otro caso de éxito son los sistemas de predicción de la turbidez de entrada de agua en plantas. Mediante redes neuronales y conexiones con satélites generamos modelos de aprendizaje continuo que nos dan los valores de turbidez que entrarán en nuestras plantas en un rango de 1 a 7 días de horizonte de predicción, generando una información de mucho valor para la gestión de la operación. Este sistema está implantado y estamos monitorizando operaciones en el Golfo Pérsico donde las condiciones de turbidez y mareas generan cambios muy rápidos que obstaculizan la operación en condiciones de diseño. Este sistema es muy extrapolable a otro tipo de operaciones debido a su motor de predicción. 

Otro desarrollo en el que ACCIONA está trabajando es por ejemplo el uso de sistemas edge computing de inteligencia artificial para agilizar en casos la toma de decisión y permitir capacidades sin estar conectados a sistemas cloud o Internet. 

Aplicaciones diversas como optimización de las limpiezas de racks de membranas de ósmosis, optimización de las limpiezas de las ultrafiltraciones, optimización de dosificación de reactivos… son otros ejemplos donde estamos trabajando de manera activa. 

Hablando desde un plano más general, ¿dónde detectáis más potencial de mejora en la gestión del agua con la aplicación de tecnologías como el big data, IA, etc.?

Dividiría los tipos de tecnología que pueden impactar al sector del agua en dos grandes grupos: las tecnologías que ya existen pero cuyo potencial aún se puede desarrollar y las que están por venir. 

Hoy en día creo que la Inteligencia Artificial tiene mucho campo dentro del tratamiento de agua. Los procesos pueden verse apoyados en sistemas que conviertan datos de años de explotación en información de valor para generar modelos de optimización y sistemas automáticos inteligentes. Todas las variantes de machine learning, deep learning y usos de redes neuronales y big data interactuarán con los sistemas de control y serán ayuda a la decisión para la operación. 

Otra tecnología que tiene mucho campo es el IoT. Esta variante del IoT generará unos ecosistemas de información a nivel de planta que impactarán en los procesos de varias maneras. Por su capacidad de generar información de valor a partir de los datos, las medidas de proceso y del propio dispositivo se convertirán en informaciones. Además, de su capacidad de conectividad nacerán sistemas más grandes a nivel edge y cloud, que mejorarán, muchas veces de manera online, las capacidades del propio dispositivo. Esto impactará tanto en la operación como en el mantenimiento de las instalaciones.

Aquí también añadiría otras tecnologías que ya están presentes en muchos proyectos. Los diseños mediante tecnologías BIM, el uso de gemelos digitales para analizar, chequear el sistema de control y sacar conclusiones en fase de diseño, y por supuesto las tecnologías de conectividad con los aspectos técnicos relevantes de ciberseguridad como premisa. 

Dejo aquí también el 5G como tecnología que puede ser disruptiva en este y muchos sectores pero que tenemos que esperar un poco para enfrentarla en sistemas cerrados como las instalaciones industriales de producción tipo desalinizadoras. 

Otra tecnología que está aterrizando es el uso de asistentes vocales. Veo margen para interactuar en ciertos casos con nuestras plantas usando el lenguaje natural y los sistemas de reconocimiento y gestión vocal. No es que sea un requisito de las plantas, sino que lo veo una evolución de cómo los humanos estamos interactuando con los sistemas que nos rodean. 

Sobre las tecnologías que llegarán, yo creo que en desalación habrá mucho recorrido en el uso de tecnologías como la nanotecnología y biotecnología sobre procesos, (pretratamientos, sistemas de filtración, ósmosis, postratamientos, uso de químicos…).

También veo indicios del uso de robots o sistemas autónomos inteligentes. Quizás tareas repetitivas, de chequeo o inspección, puedan verse desarrolladas por robots diseñados para ambientes industriales y sistemas con áreas peligrosas. 

¿Qué retos divisáis en el horizonte en el ámbito de la gestión inteligente del agua?

Uno de los retos principales en la gestión inteligente del agua lo vemos en el ámbito de la seguridad de los sistemas. Históricamente hablamos de sistemas de control y de gestión cerrados, con mucha seguridad y accesos muy restringidos. Hablamos de ciberseguridad. Tenemos que vencer al miedo a la conectividad con tecnología y buenas prácticas. Ahora, en muchos de los nuevos proyectos y bastantes de los que están en operación la ciberseguridad y su gestión son prioritarias a todos los niveles. 
Otro aspecto importante y que a veces puede llegar a ser limitante es que en ciertos casos prime la producción frente a la optimización y mejora de los sistemas. 

La digitalización necesita conectividad y cierta interacción con los sistemas existentes. Eso no quiere decir que se vaya a poner en riesgo la producción, pero es un miedo a vencer y a explicar bien de cara a vencer estas dos barreras. 

Volviendo al CECOA, ¿qué retos supone poner en marcha una instalación de este tipo?

Como todo gran cambio en el seno de una empresa, lleva asociado un gran reto en términos de cambio de paradigma. Se trata de hacer las cosas de otra manera y que todos y cada uno de los empleados de la compañía sean conscientes y partícipes del cambio.
En términos prácticos, conlleva también un reto importante en cuanto a recursos técnicos, materiales y humanos. En ACCIONA, por suerte, contamos con un equipo de profesionales multidisciplinar y altamente cualificado para afrontar este reto y dar respuesta a los desafíos que nos encontramos en el día a día.

¿Cuáles son los próximos pasos de ACCIONA en el uso de tecnologías inteligentes?

Nuestros siguientes pasos serán el desarrollo de nuestros modelos de optimización de procesos basados en inteligencia artificial y machine learning.

También queremos potenciar el uso del edge computing para que sean elementos que se integren de manera natural en el día a día de nuestros sistemas de control y operación y uno de los puntos clave será trabajar en el desarrollo de sistemas de ayuda a la decisión basados en inteligencia artificial con interacción vocal para dotar a los sistemas de inteligencia artificial de nuestras plantas de la interacción natural con el ser humano. Buscamos la facilidad y la naturalización de la tecnología en nuestro puesto de trabajo. 

Contenido publicado en el número 220 Enero/Febrero 2020