INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

SCUBIC mantiene su compromiso de desarrollar soluciones innovadoras para abordar los desafíos en constante evolución de nuestro dinámico mundo.

I-RETIS-LEAKS & OPS


Hacia la detección y operación integradas, en tiempo real e inteligentes de fugas de agua.


El proyecto I-ReTiS-LeaksD&Op presenta un enfoque pionero para revolucionar los sistemas de suministro de agua (WSS) mediante la integración de la detección y localización de fugas en tiempo real en las operaciones inteligentes de agua. Esta iniciativa surge como respuesta a los desafíos apremiantes que enfrentan las empresas de servicios de agua. El enfoque tradicional para la gestión de los WSS se ha basado principalmente en inspecciones manuales periódicas y estrategias de mantenimiento reactivo. Estos métodos no solo requieren mucha mano de obra, sino que a menudo resultan en respuestas tardías a las fugas, lo que conlleva pérdidas significativas de agua y un aumento de los costos operativos. En contraste, el proyecto I-ReTiS-LeaksD&Op aprovecha los últimos avances en IA y análisis de datos, proporcionando una solución más proactiva y eficiente para detectar rápidamente las pérdidas de agua. Además, la metodología del proyecto enfatiza la optimización de las operaciones de los WSS. Mediante el uso de tecnologías inteligentes que se adaptan a (i) patrones de demanda variables, (ii) precios de energía diferenciados por tiempo, como precios en tiempo real (RTP) frente a tarifas por hora de uso (TOU), (iii) generación de energía renovable disponible localmente, (iv) bombas de velocidad variable de última generación (variadores de frecuencia) y (v) posibles vulnerabilidades del sistema, I-ReTiS-LeaksD&Op no solo busca solucionar fugas, sino también optimizar la eficiencia general de las operaciones de los sistemas de agua y saneamiento (WSS). Este enfoque refleja un cambio hacia una gestión de WSS más integrada e inteligente, capaz de reducir el desperdicio de recursos, aumentar la competitividad financiera y mejorar la continuidad y la calidad del servicio.


I-RETIS-AGUA


CENTRO2020 - FEDER - 069857

Hacia operaciones integradas e inteligentes de redes de agua en tiempo real.


Este proyecto busca posibilitar operaciones de redes de agua inteligentes, totalmente integradas y en tiempo real. Su objetivo principal es desarrollar e implementar una solución computacional capaz de gestionar de forma automática, eficiente y fiable los sistemas de distribución de agua (SDA). El sistema optimiza el funcionamiento diario de la red, transformándola en una infraestructura inteligente y autoadaptativa.


Al mismo tiempo, la solución incorpora el suministro de energía renovable (RES), precios dinámicos de la electricidad y señales de la Reserva de Regulación del Mercado Eléctrico (EMRR). Al integrar el rendimiento hidráulico con las condiciones del mercado energético, la plataforma minimiza los costos operativos y garantiza un rendimiento de la red eficiente, resiliente y sostenible.

PAQUETES DE TRABAJO


IMPACTO Y ORIGINALIDAD


Desarrollo de un sensor de bajo coste con tecnología de comunicación en malla, cuya información en tiempo real se traducirá en macrodatos de acceso abierto, información que actualmente no existe en Portugal.


Caracterización innovadora del comportamiento de los sistemas de distribución de agua mediante técnicas de inteligencia artificial, lo que permite una modelización precisa de dichos sistemas.


Corrección de la eficiencia en tiempo real mediante un controlador de funcionamiento de bomba adaptativo.


Utilización de previsiones de producción local de energías renovables (solar y eólica) para satisfacer las necesidades energéticas del sistema de distribución de agua y garantizar su funcionamiento eficiente.


Desarrollo de un modelo automático integral y en tiempo real para determinar el funcionamiento más eficiente del sistema de distribución de agua, integrando de forma inteligente y bidireccional diferentes tipos de gestión de la demanda, como DP, RES y EMRR.


Implementación de un sistema operativo inteligente en una red de distribución de agua real. Aumento de la eficiencia energética y la gestión en las empresas de agua portuguesas, reduciendo los costes hasta en un 15 %.

DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN


Monitorización en tiempo real y gestión del flujo de presión de un sistema de distribución de agua mediante sensores de red de malla avanzados e integración de un marco de big data.


Algoritmos estadísticos y de aprendizaje profundo redundantes para la detección de anomalías en tiempo real, fugas de agua y monitorización del sistema. De hecho, el uso de técnicas de inteligencia artificial, información de presión en tiempo real y datos históricos puede dar lugar a algoritmos predictivos eficaces.


Metodologías robustas para la previsión de la demanda de agua y el modelado y simulación hidráulica mediante aprendizaje profundo (DL) y técnicas de control adaptativo, optimizando al mismo tiempo la eficiencia energética del sistema de distribución de agua (WDS). El uso de técnicas de inteligencia artificial (IA) para reproducir el comportamiento hidráulico de un WDS no está limitado por modelos matemáticos preestablecidos ni requiere procedimientos de calibración complejos.

Utilización de previsiones de producción local de energías renovables (solar y eólica) para satisfacer las necesidades energéticas del sistema de distribución de agua y garantizar su funcionamiento eficiente.


Implementación de un sistema operativo inteligente en una red de distribución de agua real. Aumento de la eficiencia energética y la gestión en las empresas de agua portuguesas, reduciendo los costes hasta en un 15 %.

EQUIPO SCUBIC


Bruno Abreu

Investigador

Miguel Oliveira

Investigador

Mariana Alão

Investigador

Carlos Oliveira

Investigador

EQUIPO I-RETIS-AGUA


A. Andrade-Campos

Investigador principal

Ana Reis

Investigador

Marlene Brás

Investigador

Ana Sousa

Investigador

Tiago Pereira

Investigador

Sara Mota

Investigador

Flavio Silva

Investigador

Iago Freitas

Investigador

Guilherme Borges

Investigador

Julio Monteiro

Investigador

Juan Lima

Investigador

Jorge Junior

Investigador

RESULTADOS


  • Actas de la conferencia

  • La 5ª Conferencia Internacional sobre Economía, Estadística y Finanzas del Agua/La Conferencia Internacional sobre la Reconsideración del Tratamiento con Gestión de Activos - Asociación Internacional del Agua (IWA) Porto, 22-24 de septiembre de 2021
  • "Optimización de los costos de distribución de agua con Gemelos Digitales Inteligentes: un estudio de caso" - Bruno Abreu, Ana Reis, A. Andrade-Campos, et. al
  • "Avanzando hacia la neutralidad energética mediante la optimización de la combinación energética en el sector del agua: el estudio de caso INOVA" - Ana Reis, A. Andrade-Campos, André Antunes, et. al
  • "Hacia la eficiencia energética y de costos: el análisis y control de bombas de descarga en plantas de tratamiento de aguas residuales" - Mariana Alão, Ana Reis, André Antunes, et. al
  • "Sobre el uso de algoritmos de aprendizaje automático para modelar y reducir los costos energéticos de los sistemas de suministro de agua" - K. Bastos, A. Andrade-Campos, C. Ferreira, et. al
  • "El uso de variadores de velocidad para reducir la energía y los costos en los sistemas de suministro de agua: análisis, discusión y validación" - L. Lopes, A. Andrade-Campos, A. Antunes, et. al 5.ª Conferencia Internacional sobre Tecnologías para el Bienestar y Soluciones de Fabricación Sostenible - Universidad de Aveiro Aveiro, 27 de mayo de 2022
  • "Integración del nexo agua-energía en la optimización de los sistemas de suministro de agua" - Ana Reis, A. Andrade-Campos, Carlos Henggeler Antunes, et. al
  • "Hacia modelos interpretables de simulación hidráulica de aprendizaje automático" - Catarina G. Ferreira, Ana Reis, A. Andrade-Campos
  • "Hacia la sostenibilidad energética y la reducción de costes de los sistemas de suministro de agua mediante metodologías de optimización operativa" - Marlene Brás, Ana Moura, A. Andrade-Campos Congreso sobre métodos numéricos en ingeniería 2022 Las Palmas de Gran Canaria, 12-14 de septiembre de 2022
  • "Sobre los beneficios de la gestión de la demanda en el sistema de suministro de agua" - Ana Reis, A. Andrade-Campos, Carlos Henggeler Antunes, et. al
  • "Hacia la sostenibilidad energética y la reducción de costes de los sistemas de suministro de agua mediante metodologías de optimización operativa: un estudio comparativo de formulaciones de problemas" - Marlene Brás, Ana Moura, A. Andrade-Campos 6.ª Conferencia Internacional sobre Tecnologías para el Bienestar y la Solución de Fabricación Sostenible – Universidad de Aveiro Aveiro, 25-26 de mayo de 2023
  • "Operación de sistemas inteligentes de suministro de agua con estrategias de optimización y enfoque de sensibilidad analítica" - Ana Luís Sousa, A. Andrade-Campos
  • "Modelos de aprendizaje automático para la predicción y optimización de redes de suministro de agua" - Sara Mota, Tiago Pereira, A. Andrade-Campos
  • "Optimización de sistemas de bombeo-almacenamiento en sistemas de suministro de agua: un estudio de caso" - Flávio Silva, Ana Reis, A. Andrade-Campos
  • "Mejora de las operaciones de los sistemas de suministro de agua con gemelos digitales predictivos inteligentes y orquestación en tiempo real en marcos multiservicio" - Tiago Pereira, A. Andrade-Campos VII Conferencia de Jóvenes Investigadores de ECCOMAS Porto, 19-21 de junio 2023
  • "Reducción de costos de sistemas de suministro de agua mediante metodologías de optimización: un estudio comparativo de formulaciones de problemas de programación de bombas" - Marlene Brás, Ana Moura, António Andrade-Campos
  • "Almacenamiento de energía mediante un sistema hidráulico: un modelo computacional de almacenamiento por bombeo" - Flávio Silva, António Andrade-Campos
  • "Un modelo de programación no lineal de enteros mixtos para la gestión integrada de recursos en sistemas de suministro de agua" - Ana Reis, A. Andrade-Campos, Carlos Henggeler Antunes, et. al
  • "Sobre el uso de modelos de aprendizaje automático para la predicción y optimización de redes de suministro de agua" - Sara Mota, António Andrade-Campos
  • "Gemelo digital predictivo inteligente en arquitectura multiservicio para sistemas de suministro de agua" - Tiago C. Pereira, Ana L. Reis, A. Andrade-Campos
  • "Sobre la eficiencia computacional de las técnicas de optimización en la operación de sistemas de suministro de agua" - Ana Luís Sousa, A. Andrade-Campos Research Summit 2023 Aveiro, 12-14 Julho 2023
  • "Gemelos digitales predictivos inteligentes y orquestación multiservicio para la optimización en tiempo real de sistemas de suministro de agua" - Tiago C. Pereira, A. Andrade-Campos
  • "Eficiencia de costos de los sistemas de suministro de agua a través de metodologías de optimización" - Marlene Brás, Ana Moura, António Andrade-Campos 6th European Conference on Industrial Engineering and Operations Management 2023 Lisboa, 18-20 Julho 2023
  • "Reducción de costos de sistemas de abastecimiento de agua mediante metodologías de optimización: un estudio comparativo de enfoques de optimización" - Marlene Brás, Ana Moura, António Andrade-Campos Optimización 2023 Aveiro, 24-26 de julio de 2023
  • "Eficiencia de costos de los sistemas de abastecimiento de agua mediante metodologías de optimización" - Marlene Brás, Ana Moura, António Andrade-Campos Eficiente 2023 – Gestión del agua urbana Bordéus, 13-15 Septiembre 2023
  • "Un marco de optimización para evaluar la capacidad de gestión de la demanda de un sistema de suministro de agua" - Ana Reis, A. Andrade-Campos, Carlos Henggeler Antunes, et. al
  • "Condiciones de arranque eficientes para operaciones periódicas y estacionales: el caso de los sistemas de suministro de agua" - A. Andrade-Campos
  • "Gemelo digital predictivo inteligente para sistemas de suministro de agua con control de incertidumbres" - Tiago C. Pereira, A. Andrade-Campos
  • "Reducción de costes de los sistemas de suministro de agua mediante metodologías de optimización" - Marlene Brás, Ana Moura, António Andrade-Campos
  • "Sistemas de suministro de agua: un análisis de sensibilidad analítico y un enfoque de optimización para una operación eficiente" - Ana Luís Sousa, A. Andrade-Campos