Mejorando la eficiencia y el servicio al cliente en sistemas de riego

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Resumen

Frente a los retos futuros en materia de disponibilidad de agua, la comunidad de regantes Murrumbidgee Irrigation tuvo que comprender mejor la hidráulica de su red de riego con la finalidad de mejorar la eficiencia en la distribución de agua sin comprometer la calidad del servicio ofrecida a los regantes.

Para ello, Murrumbidgee Irrigation Ltd (MI) contrató a Adasa con el fin de implementar un Sistema de Soporte a la Decisión para aumentar la eficiencia de su sistema de distribución, mejorar la planificación de las necesidades hídricas y de infraestructura a corto y a medio plazo, y evaluar las peticiones de transferencia de dotaciones de agua.

Adasa diseñó e implementó el Sistema de Operación y Planificación de Murrumbidgee Irrigation (llamado MIOPS, su acrónimo en inglés) con la finalidad de dar respuesta a las necesidades procedentes de un sistema de suministro bajo demanda y con diferentes tipos de operación, abarcando la operación local, operación manual remota y operación totalmente automatizada.

Los principales beneficios aportados por el sistema MIOPS han sido, en primer lugar, una clara mejora del proceso de toma de decisiones gracias al acceso rápido y sencillo a la información y, en segundo lugar, un mejor conocimiento del comportamiento de la red gracias al uso de modelos de simulación.

Al mismo tiempo, mejorando la calidad y consistencia de los datos, se ha incrementado el nivel de servicio ofrecido a los clientes mediante la utilización de herramientas, que a su vez, aseguran el cumplimiento de la política de empresa en materia de servicio, agua y medioambiente.

Beneficios

• Maximización del uso de agua disponible en el sistema mediante un mejor almacenamiento, captura y reutilización, optimización del uso del excedente de escorrentía y desajustes en las peticiones de riego.

• Mejora del conocimiento en la planificación y operación asociada a la distribución de agua, a la aprobación de las peticiones de riego, al mantenimiento y mejora de la infraestructura.

• Mejora en la previsión de demanda de agua, hecho que contribuye a optimizar posibles desviaciones, a incrementar la disponibilidad de agua para los clientes y a mejorarla calidad del servicio suministrado.

• Mejora en la planificación de activos y en la previsión de la demanda a largo plazo.

• Reducción del riesgo empresarial y el riesgo en el suministro de agua durante periodos de escasez mediante una mejor previsión de las necesidades hídricas.

Mejorando la eficiencia y el servicio al cliente en sistemas de riegoSistema de operación y planificación de Murrumbidgee Irrigation (Australia)

“El enfoque innovador del proyecto MIOPS ha supuesto una mejora significativa para los equipos de operación y planificación de MI. La mejora en la gestión de la información y las capacidades de Business Intelligence reforzarán todas nuestras áreas de negocio .“

Dave GilbertDirector Ejecutivo de PlanificaciónMurrumbidgee IrrigationAustralia

Figura 1. MI riega 120.000 ha pertenecientes a la cuenca del Murray Darling. El 70% del área irrigada en Australia está en esta cuenca.

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Mejorando la eficiencia y el servicio al cliente en sistemas de riego

Empresa privada de regadío puntera en Australia

Murrumbidgee Irrigation es una de las compañías privadas de regadío más importantes de Australia. Actualmente da servicio a más de 3.200 propiedades distribuidas entre más de 2.500 clientes. Las redes de distribución y drenaje que proporciona MI han contribuido a crear una región agrícola diversa y altamente productiva conocida como Murrumbidgee Irrigation Area (MIA), la cual forma parte de la cuenca de Murray-Darling y cubre un extensión de 660.000 ha, de las cuales aproximadamente 120.000 ha son de riego intensivo.

Figura 2. Main Canal, canal de riego perteneciente a MurrumbidgeeIrrigation

Water NSW, el órgano gubernamental responsable de la gestión hídrica de ríos y presas en la región de New South Wales, desembalsa agua en el río Murrumbidgee desde las presas de Burrinjuck y Blowering, situadas en la cordillera Great Dividing. El órgano gubernamental NSW ha concedido una licencia a MI para captar agua de los ríos y suministrarla a sus clientes mediante licencias de dotación de agua. El agua es desviada mediante dos puntos de captación del sistema: el Main Canal capta 6.600 ML/día y el Sturt Canal capta 2.200 ML/día.

El tiempo que tarda en llegar el agua desde las presas hasta las dos captaciones es de entre los 6 y los 7 días, hecho que requiere estimar la demanda de agua de riego y comunicársela a Water NSW con una antelación de 7 días. Esta situación implica un significativo reto operacional donde una sobrestimaciónen la demanda puede significar que, en caso de que no haya suficiente capacidad de almacenamiento dentro del sistema de canales, el agua sobrante tenga que ser vertida en el sistema de drenaje, y una subestimación puede impactar en la productividad agrícola.

A semejanza con la gran mayoría de sistemas de regadío australianos, el sistema de regadío de MI es predominantemente por gravedad, motivo por el cual el suministro equitativo de agua es todo un desafío en ciertas circunstancias tales como periodos de escasez de agua o incrementos repentinos en la demanda de agua debido a una ola de calor durante campañas de riego. Este sistema de riego es complejo de gestionar con infraestructuras operadas de forma manual (en local y remoto) y totalmente automatizadas.


Futuros cambios en la disponibilidad de agua

En el año 2007, conscientes de la sobreexplotación de los recursos hídricos en la cuenca del Murray Darling, el gobierno de Australia creó el organismo de cuenca de Murray Darling para mejorar la gestión de los mismos. En 2012 se presentó el Plan de Gestión de la cuenca de Murray Darling (MDBP), el cual una vez totalmente implementado en el año 2020, limitará el uso del agua por motivos medioambientales. Este Plan es secundado por el programa de inversión de la Commonwealth en materia de infraestructuras de riego. En consecuencia, comunidades de regantes como la de MI fueron alentadas para aprovechar estas inversiones a cambio de reducir la cantidad de agua captada para riego.

Como parte del plan de acción para dar respuesta al Plan de Gestión, Murrumbidgee Irrigation ha tenido que comprender mejor la hidráulica de su red de riego con la finalidad de incrementar la eficiencia en la distribución de agua sin comprometer la calidad del servicio ofrecida a los regantes.

MI comprendió que la simulación de la hidráulica y de la calidad del agua mediante modelos podría proporcionar un medio eficaz para predecir el comportamiento de su sistema de distribución bajo un amplio abanico de condiciones operativas y de demanda. Mediante el uso de modelos en tiempo real, MI se ha propuesto abrir nuevas oportunidades para optimizar su sistema de suministro y aumentar la eficiencia del sistema en situaciones en que una mejor gestión del agua es necesaria. La modelización también le ha ofrecido la posibilidad de mejorar potencialmente la viabilidad económica y la sostenibilidad medioambiental de la agricultura de regadío sin tener que reducir necesariamente el uso de agua.

Sistema de ayuda a la decisión

Murrumbidgee Irrigation contrató a Adasa para desarrollar estos modelos e incorporarlos dentro del sistema de ayuda a la decisión. Dicho sistema aporta una visión en tiempo real de las operaciones y contribuye a optimizar el rendimiento del sistema por el propio personal de MI. Además, el sistema es de fácil uso para usuarios esporádicos y está abierto a posibles mejoras y ampliaciones futuras, sin depender de proveedores e integradores de software específicos.

En la implementación de MIOPS, el primer reto fue recopilar, integrar y garantizar la calidad de un volumen importante de datos brutos procedentes de una gran variedad de fuentes. Estas fuentes incluían dos sistemas de SCADA distintos, estaciones de aforo de MI y de la red hidrométrica del estado de New South Wales, imágenes satelitales, observaciones meteorológicas (condiciones climáticas y evapotranspiración) de la Agencia de Meteorología (BOM) y del CSIRO, así como datos procedentes de sistemas internos de MI, tales como su sistema de gestión de petición de agua, el sistema de facturación y distintas bases de datos con información de la infraestructura, clientes, capas geográfica de parcelas y redes de distribución y drenaje. El formato de estos datos es de gran diversidad incluyendo HTML, CSV, XLSX, JSON, DBF, NetCDF y GeoTIFF.

Todos los datos son recibidos, filtrados cualitativamente (validación automática de datos y rellenado de series) y almacenados en una base de datos de carácter hidrológico e hidrométrico, la cual constituye la fuente esencial para subsiguientes análisis y modelizaciones. Estos datos son distribuidos desde esta base de datos hacia todos los componentes de MIOPS. Además, la base de datos constituye, por sí sola, un espacio de almacenamiento permanente a largo plazo apropiado para la extracción y consulta de datos.

Un modelo hidrológico ha sido desarrollado para la totalidad del área de captación de MI con el fin de simular el proceso de transformación de lluvia-escorrentía. Este modelo incluye el cálculo de la humedad relativa del suelo, las pérdidas de agua a través del sistema de drenaje de las parcelas y los procesos de evapotranspiración.

Por otro lado, se han desarrollado modelos hidráulicos para simular el flujo de agua a través de los canales principales de la red de MI y, de esta manera, evaluar las operaciones a

Figura 3. Red de distribución por gravedad formada por un complejo entramado de infraestructuras operadas de forma automática y manual.

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Figura 4. MIOPS reduce el riesgo empresarial mediante la visualización del impacto de compra-venta de licencias de agua sobre las obligaciones de MI en materia de suministro de agua y nivel de servicio.

tiempo real y analizar el comportamiento del flujo a través de los canales de suministro y drenaje. Los modelos de distribución son alimentados mediante datos disponibles procedentes de bases de datos de demanda, mientras que los modelos de drenaje usan los resultados obtenidos de los modelos hidrológicos. Allí donde se disponen, también se utilizan datos hidrométricos en tiempo real con el fin de ajustar los modelos de simulación.

También se ha integrado una plataforma abierta de tratamiento de datos que dispone de una interficie muy intuitiva, en la cual datos brutos (tales como la lluvia o los niveles de agua de los canales) y datos de previsión (demanda) pueden ser visualizados y comparados gráficamente y geoespacialmente.

Finalmente, se ha implementado un “business intelligence” para analizar el comportamiento histórico y actual (en tiempo real) de MI mediante el uso de indicadores de comportamiento (llamados KPIs), definidos conjuntamente entre Adasa y MI, y por otros datos operacionales, tales como los niveles de almacenamiento y los volúmenes de venta. Para la visualización e interpretación de estos indicadores se ha desarrollado un panel (dashboard) en entorno web de carácter intuitivo dandoacceso a todos los empleados de MI, dirección ejecutiva, clientes y personal externo.

Resultados

Gracias a la utilización de la información adecuada, en el momento preciso y con la calidad idónea, Murrumbidgee Irrigation está mejorando la gestión de su negocio gracias a una óptima toma de decisiones. Al disponer de información de mayor calidad, disponible a todos los miembros del equipo que lo requieran y accesible en los momentos decisivos, MI está tomando decisiones basadas en hechos y no en indicios o suposiciones

“En sólo 4 segundos he podido realizar tareas que antes me podían llevar hasta 3 meses.”

Noel Heath, Gerente de Operaciones, Murrumbidgee Irrigation.

Figura 5. El dashboard de MIOPS proporciona un resumen en tiempo real de los indicadores de comportamiento relacionados con la operación, tales como la eficiencia en el suministro de agua y la disponibilidad de almacenamiento de agua del sistema.

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La previsión de agua a 6-7 días vista que debe ser comunicada a Water NSW por MI está siendo actualmente mejorada mediante una estimación de las necesidades de agua de los cultivos en base a datos históricos, predicciones de transformación lluvia-escorrentía y de evapotranspiración. MIOPS deja de lado los laboriosos enfoques tradicionales, siendo capaz de predecir la demanda de agua requerida por los cultivos a nivel de parcela, de ramal, de división y a nivel global. Esta herramienta ha recogido el conocimiento acumulado por los operadores de mayor experiencia a lo largo de los años y ha ayudado a retener y compartir dicho conocimiento en toda la organización.

La mayor transparencia y acceso a datos en tiempo casi real ha mejorado el conocimiento operacional y de planificación asociado al suministro de agua, a la aprobación de las peticiones de riego y al mantenimiento y mejora de la infraestructura. El personal de planificación y operación está actualmente usando MIOPS para analizar el estado de la infraestructura, comprobar mediciones, planificar el mantenimiento, optimizar programas de actuación, planificar trabajos de automatización y para consultas generales.

“Murrumbidgee Irrigation está actualmente tomando las decisiones apropiadas porque dispone de la información adecuada, en el momento preciso y con la calidad idónea.”

MIOPS también se utiliza en la planificación de activos y en las inversiones de capital. Por ejemplo, el módulo “Scheme Modification” posibilita tener una visión instantánea del sistema de distribución de MI y simula diferentes escenarios para evaluar la viabilidad de posibles reemplazos, proyectos de automatización o eliminación de activos y su impacto en el sistema.

El dashboard proporciona a los departamentos balances de agua en tiempo real, niveles de suministro y la habilidad para detectar zonas susceptibles de tener algún problema, tales como filtraciones de agua, incumplimientos de servicio o problemas operacionales.

“MI ha mejorado sus conocimientos operacionales y de planificación asociados con el suministro de agua, el programa de demandas de agua, las infraestructuras de suministro y su mantenimiento.”

Sobre Adasa

Ingeniería especializada en soluciones tecnológicas aplicadas al sector del agua y el medio ambiente.

Con el fin de mejorar la eficiencia y reducir los riesgos y costes en la operación, Adasa promueve el impulso de tecnologías TIC avanzadas, el uso de modelos hidrológicos e instrumentos de monitorización de la calidad y cantidad del agua en tiempo real.

Constituida en 1988, Adasa es líder y empresa de referencia en sistemas de información medioambientales, con amplia presencia en Europa, Australia, Latino América, Asia y Norte de África. Experta conocedora de la creciente necesidad de gestionar de forma eficiente la gran cantidad de datos medioambientales e hídricos convirtiéndolos en elementos clave, Adasa ofrece un amplio abanico de soluciones de alto valor añadido para facilitar la toma de decisiones de sus clientes.

MIOPS contribuye a desarrollar los objetivos operacionales para maximizar el suministro de agua y la dotación de agua a nivel de propiedad, de ramal, de división y a nivel global. La recuperación de escenarios pasados y la evaluación de los impactos causados por varios planteamientos de distribución de agua mediante varias simulaciones en un mismo modelo, permiten evaluar las mejoras llevadas a cabo en el suministro de agua.

Por último, MIOPS potencia el crecimiento del negocio puesto que posibilita visualizar y analizar los logros conseguidos mediante los proyectos de automatización y modernización, los cuales contribuirán, a su vez, a aumentar los logros de futuros proyectos. Estos sistemas son fundamentales para proporcionar los datos clave y el conocimiento necesario para planificar futura inversiones, así como para ayudar a mejorar los objetivos de negocio y de crecimiento.

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