Agua y saneamiento: supervisión SCADA 4G para 300 estaciones repartidas por todo el territorio

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Sophie Durand
Sophie Durand
Responsable de contenidos técnicos

Gestionar una red de estaciones de bombeo repartidas en 3 000 km², sin un técnico específico en cada emplazamiento: ese es el día a día de los operadores de agua y saneamiento. A continuación explicamos cómo la tecnología 4G LTE y la supervisión en la nube transforman esta limitación en una ventaja operativa.

El reto de las redes de agua distribuidas​

Una red de agua potable o de saneamiento supone cientos de instalaciones que hay que supervisar constantemente:

  • Estaciones de bombeo (elevación, impulsión, sobrepresores)
  • Depósitos y torres de agua (niveles, calidad)
  • Estaciones de cloración (dosificación, cloro residual)
  • Válvulas teledirigidas (aislamiento, regulación)
  • Estaciones de tratamiento (aireación, decantación, filtración)

La mayoría de estos lugares están aislados: no hay fibra óptica ni ADSL, y a menudo se encuentran en zonas rurales o en el bosque. El único medio de comunicación disponible es la red móvil.

Durante años, nos conformamos con el GPRS: 20 kbps de velocidad, latencias elevadas y una fiabilidad mediocre. Hoy en día, el 4G LTE cambia las reglas del juego.

Arquitectura típica: 300 estaciones en una red 4G​

Infraestructura de comunicaciones​

Equipamiento típico por estación​

ComponenteEspecificaciones
PasarelaPasarela Eziwan, carril DIN de 35 mm
Alimentación12–48 V CC (fuente de alimentación de la estación)
SIMDoble SIM Orange + SFR
Conexión al controladorRS-485 Modbus RTU
AntenaExterior + cable de baja pérdida (emplazamientos con poco señal)
Temperatura-40 °C / +75 °C (armarios sin calefacción)

Recopilación de datos Modbus: los datos que importan​

Estación de bombeo típica​

# Registros Modbus recopilados — Estación de bombeo
slaves:
  - id: 1
    name: "Pompe principale"
    polling: 30s
    registers:
      - address: 0    # Estado de la bomba (0 = parada, 1 = en marcha, 2 = fallo)
        name: etat_pompe
      - address: 1    # Horas de funcionamiento (×10)
        name: heures_fonctionnement
        scale: 0.1
      - address: 2    # Caudal instantáneo (m³/h × 10)
        name: debit_instantane
        scale: 0.1
      - address: 3    # Volumen diario (m³)
        name: volume_journee
      - address: 10   # Presión aguas abajo (bar × 100)
        name: pression_aval
        scale: 0.01
      - address: 11   # Nivel de la lona (cm)
        name: niveau_bache
        
  - id: 2
    name: "Analyseur eau"
    polling: 300s
    registers:
      - address: 0    # Cloro residual (mg/L × 100)
        name: chlore_residuel
        scale: 0.01
      - address: 1    # Turbidez (NTU × 100)
        name: turbidite
        scale: 0.01
      - address: 2    # pH (× 100)
        name: ph
        scale: 0.01

Alertas críticas configuradas​

ParámetroUmbral de alertaUmbral críticoAcción
Fallo de la bomba—InmediatoSMS de guardia + correo electrónico
Nivel bajo de la cubierta< 30 %< 15 %Correo electrónico / SMS + cierre remoto
Cloro residual< 0,1 mg/L< 0,05 mg/LSMS de guardia + informe a la ARS
Presión de salida< 1,5 bar< 1,0 barSMS de guardia
Conexión perdida> 5 min> 15 minCorreo electrónico al supervisor

Dual SIM: la continuidad del servicio es imprescindible​

Las redes de agua son infraestructuras críticas. La continuidad de la supervisión es una obligación reglamentaria, no una opción.

De las 300 estaciones situadas en zonas rurales y periurbanas, la cobertura nunca es uniforme. Orange puede ofrecer una cobertura excelente en algunos lugares, y SFR en otros. Y a veces se producen cortes en la red.

Funcionamiento del sistema Dual SIM de Eziwan — Estación de bombeo de St-Étienne-du-Bois:

08:42  SIM1 Orange active — RSRP : -82 dBm — Latence : 28ms
09:15  SIM1 Orange con señal débil — RSRP: -101 dBm — 3 pings fallidos
09:15  → Bascule automatique SIM2 SFR
09:15  SIM2 SFR active — RSRP : -79 dBm — Latence : 31ms
09:16  Panel de control SCADA: se ha detectado una reconexión (45 segundos de interrupción)
12:30  SIM1 Orange revenue — RSRP : -80 dBm
13:00  → Reconexión a la SIM1 de Orange (prioridad configurada)

En una flota de 300 estaciones, se suelen registrar entre 15 y 30 cambios de SIM al mes, que son totalmente transparentes para el sistema de supervisión.

SCADA remoto: los técnicos intervienen sin necesidad de desplazarse​

Acceso VPN a los controladores lógicos programables​

A través de la VPN OpenVPN/IPSec de Eziwan, los técnicos acceden directamente a los controladores de campo:

# Técnico conectado desde el centro de supervisión
# VPN OpenVPN/IPSec activa → acceso a la red local de cada estación

# Acceso a la interfaz de usuario de la estación de Montceau-les-Mines
http://192.168.15.100 → Interfaz web de supervisión local

# Acceso al PLC Schneider TM3
# Logiciel EcoStruxure → IP : 192.168.15.10
# Diagnóstico, modificación de parámetros, restablecimiento de fallos

Ahorro medio: el 65 % de las incidencias que requerían una visita in situ se resuelven a distancia en menos de 20 minutos.

Informe automático para la ARS​

Eziwan puede generar automáticamente los informes de calidad del agua exigidos por la Agencia Regional de Salud:

  • Historial de cloro residual por estación (exportación a CSV/PDF)
  • Índice de cumplimiento durante el periodo
  • Alertas de calidad con fecha y hora y duración

Ver el caso de uso para administraciones locales → · Descargar la guía de supervisión del agua →

Implantación: balance de la experiencia en 300 estaciones​

Planificación tipo​

FaseDuraciónContenido
Auditoría sobre el terreno2 semanasInventario de terminales, cobertura de red
Configuración ZTP1 semanaPerfiles por tipo de estación
Implementación piloto1 mes20 estaciones de prueba
Implementación a gran escala3–4 meses280 estaciones restantes
Formación de operadores2 díasPanel de control, alertas, acceso VPN

Perfiles ZTP por tipo de estación​

Un único perfil abarca todas las estaciones del mismo tipo. La configuración se aplica automáticamente en cuanto la pasarela se conecta:

  • Perfil de bombeo estándar: el 85 % de las estaciones
  • Perfil de calidad del depósito: el 10 % de las estaciones (con analizadores)
  • Perfil-Estación-Tratamiento: el 5 % de las estaciones (configuración ampliada)

Integración de M-Bus para la lectura remota de contadores​

En las redes de agua, los contadores de los abonados y las estaciones de lectura automática suelen utilizar el protocolo M-Bus (EN 13757-2) por cable o Wireless M-Bus 868 MHz (EN 13757-4) por radio. La pasarela Eziwan se integra en estas arquitecturas a través de un convertidor M-Bus/Modbus o directamente a través del módulo Wireless M-Bus:

# Ejemplo de configuración de lectura remota de varios contadores a través de M-Bus RS-485
mbus:
  baudrate: 2400                    # Velocidad estándar del M-Bus
  slaves:
    - address: 1                    # Adresse M-Bus primaire (0-250)
      name: "Compteur eau zone A"
      manufacturer: "Itron"
      data_records:
        - drec: 0x01               # Energía total en m³
          name: volume_total
          unit: m3
        - drec: 0x02               # Caudal instantáneo (m³/h)
          name: debit_instantane
          unit: m3h
        - drec: 0x06               # Temperatura del agua fría
          name: temperature
          unit: degC
    - address: 2
      name: "Compteur eau zone B"
      manufacturer: "Kamstrup"

Ventaja del M-Bus frente al 4-20 mA: el M-Bus transmite en una sola trama el volumen acumulado, el caudal instantáneo, la temperatura y las alarmas (superación del caudal máximo, retorno de agua, módulo averiado), sin necesidad de cableado analógico independiente para cada variable.

Cumplimiento de la normativa RPQS y datos reglamentarios​

Los operadores con Delegación de Servicio Público (DSP) tienen la obligación de elaborar cada año un Informe sobre el Precio y la Calidad del Servicio (RPQS) dirigido a las entidades delegantes y al ONSB (Observatorio Nacional de los Servicios de Agua y Saneamiento).

Los indicadores de rendimiento de RPQS alimentados directamente con datos de Eziwan:

Indicador RPQSCódigoFuente Modbus Eziwan
Índice de conformidad microbiológicaP101.1Contadores de calidad de cloro/turbidez
Índice lineal de consumo (ILC)P104.3Volúmenes bombeados + índice de contadores
Índice de pérdidas en la redP106.3Volumen distribuido frente a volúmenes contabilizados
Índice de reclamacionesP155.1N/A (datos CRM)
Rendimiento de la red de distribuciónP106.3Volumen producido frente al distribuido
Tiempo de inactividadP151.1Tiempo de alarma de bomba/red registrado

La exportación automática de estos datos en formato CSV desde la plataforma Eziwan, junto con el periodo natural y el identificador de la estación, permite rellenar directamente las tablas del RPQS sin necesidad de volver a introducirlos manualmente.

En el caso de las estaciones sometidas a vigilancia de la ARS (Agencia Regional de Salud), los datos de calidad (cloro residual, turbidez, pH) se pueden exportar en un formato con fecha y hora que cumple con los requisitos de trazabilidad.

Preguntas frecuentes​

¿Es necesario sustituir todos los controladores para pasar de GPRS 2G a 4G LTE? No. Los controladores de campo (Schneider TM3, Wago, Siemens, etc.) conservan sus protocolos serie RS-485 Modbus RTU. Solo se sustituye el módem o router de comunicación: la pasarela LTE se conecta al bus RS-485 ya existente. No es necesario modificar el programa del controlador.

¿Cuál es el consumo de datos 4G LTE de una estación de bombeo estándar? En el caso de una estación que envía 20 registros Modbus cada 30 segundos a través de MQTT, el consumo oscila entre 30 y 80 MB al mes, incluida la VPN. Las tarjetas SIM M2M IoT con tarifas de 100 a 500 MB al mes suelen ser suficientes. En una flota de 300 estaciones, el coste de la tarjeta SIM suele oscilar entre 8 y 15 € al mes por emplazamiento, todo incluido.

¿Cómo gestionar los requisitos de declaración de la DDASS/ARS con la supervisión 4G? La plataforma Eziwan permite exportar automáticamente los datos de calidad (cloro residual, turbidez, pH) en formato CSV o PDF con marca de tiempo, listos para su uso directo en los informes de la DDASS/ARS. Las alertas por superación de umbrales se registran con una marca de tiempo precisa, lo que facilita las declaraciones reglamentarias.

¿Es realmente útil la función Dual SIM en zonas rurales con poca cobertura? Es precisamente ahí donde resulta más útil. En las zonas rurales, a menudo solo hay una antena BTS que da cobertura a tu zona; si deja de funcionar (por un rayo, una avería técnica o por mantenimiento), te quedas sin red. Con dos operadores y dos redes de antenas distintas, la probabilidad de que se produzca un corte simultáneo en ambas redes es muy baja (< 0,1 % al año).

¿Qué tipo de conectividad se debe prever para una estación situada en una zona sin cobertura alguna? Aparte de la cobertura LTE, existen otras alternativas: radio VHF/UHF (para redes propias de empresas de suministro de agua), satélites LEO (Starlink, Iridium, Eutelsat OneWeb) o LoRaWAN si la localidad dispone de un concentrador LoRa dentro del alcance. Eziwan puede integrarse con soluciones de backhaul por satélite para emplazamientos realmente aislados.

Para profundizar en el tema​

Conclusión​

Supervisar 300 estaciones de agua y saneamiento con dos técnicos de guardia y sin desplazamientos innecesarios: hoy en día esto es posible gracias a la tecnología 4G LTE, la función Dual SIM con conmutación automática en caso de fallo y las herramientas de supervisión en la nube.

El retorno de la inversión es rápido: reducción de las guardias, menos desplazamientos, mayor facilidad para cumplir con la normativa y, sobre todo, un conocimiento en tiempo real del estado de tu red que no tenías con el GPRS.

Hablar sobre su proyecto de agua y saneamiento → · Ver la demostración de supervisión SCADA →

Recursos adicionales​