Onyax: Búsqueda de fugas de gas de agua con IoT e IA

Introducción

Abordar el problema de las fugas de agua y las emisiones fugitivas de gas utilizando una solución innovadora que combina Inteligencia Artificial (IA) y tecnología IoT para minimizar los desperdicios y optimizar las actividades de mantenimiento. Esta es la misión de Onyax, una empresa innovadora activa en el campo de las telecomunicaciones y la monitorización remota industrial, capaz de dar una respuesta eficaz y alineada con las necesidades de digitalización avanzada de las redes de distribución para los gestores de agua y gas. Así nace el proyecto EVALD, que aprovecha el gran potencial de IA de la plataforma en Cloud ACE de Onyax, ya utilizada por varias empresas de servicios públicos en el territorio nacional para monitorear remotamente sus instalaciones, y el apoyo de una red de sensores IoT electro-vibro-acústicos, diseñados con un hidrófono integrado, batería autónoma, dimensiones reducidas y una instalación instantánea. Un proyecto completo que apunta a una innovación sostenible y eficaz en la gestión de dos recursos fundamentales para nuestro territorio.

Los desafíos

Los desafíos que Onyax enfrenta en el ámbito de la detección de fugas y anomalías tocan temas relacionados con la simplificación operativa y la tecnología de adquisición y procesamiento de datos. El primer desafío de Onyax comenzó considerando la diversidad y la amplitud de las infraestructuras de distribución en las que es necesario aplicar soluciones altamente escalables y adaptables a diferentes contextos técnicos. A esto se suma la necesidad de un análisis acústico y vibracional lo más sensible posible con señales libres de ruido gracias a un proceso experimental completo basado en lógicas IoT, y la reducción al mínimo de «falsos positivos/negativos» a través del desarrollo de algoritmos de machine learning confiables aplicables en la plataforma ACE de Onyax. Además, se da gran importancia a la sostenibilidad a largo plazo centrada en el bajo consumo, apoyada con una contribución duradera ofrecida por Onyax con operaciones de investigación continúas destinadas a sensibilizar sobre la minimización de desperdicios de agua y la reducción de emisiones de gas en instalaciones de tuberías urbanas e industriales.

La solución

La solución EVALD, acrónimo de Electro-Vibro-Acoustic-Leakage-Detect, está diseñada para integrar en un único ecosistema digital los datos provenientes de dispositivos IoT, algoritmos de deep learning y técnicas de modelado numérico, analizando parámetros acústicos, de presión, eléctricos y vibratorios. La idea que dio origen al proyecto EVALD fue no limitarse exclusivamente a la identificación de anomalías acústicas mediante un enfoque pasivo, como en la mayoría de los sistemas tradicionales de detección de fugas actualmente en el mercado, sino considerar un análisis acústico «activo» apoyado por diversas fuentes eléctricas, de presión y vibratorias.

El enfoque de escucha «activo» utilizado por Onyax y perfeccionado a través de una valiosa colaboración tecnológica con el Departamento de Electrónica, Información y Bioingeniería del Politécnico de Milán, consiste en inyectar intencionalmente un sonido dentro de la red de agua/gas y, a través del dispositivo IoT TUBE-T3 con hidrófono integrado, escucharlo en varios puntos para obtener el flujo medio, analizando así la desviación en la frecuencia de la señal recibida excluyendo posibles ruidos ambientales. Esta técnica de Análisis Acústico, junto con las magnitudes relacionadas con los nodos de la red (presión, temperatura y vibración) ya adquiridas en las redes de distribución mediante la instalación de dispositivos IoT de Onyax, permite la creación y el posterior «entrenamiento progresivo» del gemelo digital de la red construido gracias a modelos de inteligencia artificial, para identificar, con mayor precisión, las áreas con mayor probabilidad de pérdida o los llamados «falsos positivos». Finalmente, todos los datos recolectados se envían a la plataforma Cloud, donde se analizan y visualizan a través de interfaces intuitivas, permitiendo a los gestores intervenir de manera oportuna.

Los beneficios

Los beneficios de esta nueva solución que combina IoT e inteligencia artificial se encuentran principalmente en la capacidad de reducir la tasa de error en la detección de pérdidas, permitiendo a los gestores llevar a cabo campañas de medición dirigidas incluso antes de desplegar equipos completos dedicados al análisis acústico en campo. Además:

• Eficiencia energética: Instalación de dispositivos con baterías de larga duración y bajo consumo energético con intervenciones mínimas por parte de los operadores y un enfoque sostenible consecuente.
• Mejora tecnológica: Los datos constantemente recibidos por los dispositivos instalados permiten mejorar cada vez más la precisión del análisis y, de hecho, una realización más fiel del gemelo digital de la red física.
• Monitoreo continuo: El uso de sensores IoT avanzados permite un monitoreo continuo de la red, garantizando una visión constante del estado de las infraestructuras y permitiendo intervenciones específicas en caso de anomalías.
• Escalabilidad: La solución EVALD es escalable y puede adaptarse fácilmente a redes de distribución de diferentes tamaños y complejidades.
• Predictividad: Con redes construidas en acero y protegidas con técnicas de protección catódica, además de evaluar la protección real de tuberías de agua y gas, por ejemplo, a través del dispositivo BLACKBOX-CAT, se pueden aplicar técnicas predictivas tanto sobre la vida útil de los ánodos sacrificiales como para entender si una tubería está experimentando un proceso de reducción, eliminación del recubrimiento o corrosión, todos indicadores de futuras pérdidas.