BADREG6 MODULO 3

LA BANDA ANCHA COMO CATALIZADOR PARA EL DESARROLLO ECONÓMICO Y LA INCLUSIÓN SOCIAL 6ª EDICIÓN

MÓDULO 3

APLICACIÓN DE LA BANDA ANCHA EN EL SECTOR DE AGUA, SANEAMIENTO Y SECTOR ENERGÉTICO

AUTOR DEL CURSO Banco Interamericano de Desarrollo (BID) (www.iadb.org), a través de su Sector de Integración y Comercio (INT) COORDINADOR DEL CURSO Banco Interamericano de Desarrollo (BID) (www.iadb.org), a través de su Sector de Integración y Comercio, el Instituto para la Integración de América Latina y el Caribe (INTAL) (www.iadb.org/es/intal), el Instituto Interamericano para el Desarrollo Económico y Social (INDES) (www.indes.org), la Organización Mundial de Aduanas (OMA) (www.wcoomd.org) y la Secretaría General del Sistema de la Integración Centroamericana (SG-SICA) (http://www.sica.int/) AUTOR DEL MÓDULO Javier Marín. Innovaction COORDINACIÓN PEDAGÓGICA Y DE EDICIÓN El Instituto Interamericano para el Desarrollo Económico y Social (INDES) (www. indes.org), en colaboración con la Fundación Centro de Educación a Distancia para el Desarrollo Económico y Tecnológico (CEDDET) (www.ceddet.org)

6ª EDICIÓN Copyright ©2016 Banco Interamericano de Desarrollo. Esta obra se encuentra sujeta a una licencia Creative Commons IGO 3.0 Reconocimiento-NoComercial-SinObrasDerivadas (CC-IGO 3.0 BY-NC-ND) (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/igo/legalcode). Este documento es propiedad intelectual del Banco Interamericano de Desarrollo (BID). Cualquier reproducción parcial o total de este documento debe ser informada a: BIDINDES@iadb.org Cualquier disputa relacionada con el uso de las obras del BID que no pueda resolverse amistosamente se someterá a arbitraje de conformidad con las reglas de la CNUDMI (UNCITRAL). El uso del nombre del BID para cualquier fin distinto al reconocimiento respectivo y el uso del logotipo del BID, no están autorizados por esta licencia CC-IGO y requieren de un acuerdo de licencia adicional.

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Las opiniones incluidas en los contenidos corresponden a sus autores y no reflejan necesariamente la opinión del Banco Interamericano de Desarrollo.

Los presentes materiales han sido revisados a la luz de las decisiones ministeriales tomadas en el marco de la Novena Conferencia Ministerial de la Organización Mundial del Comercio celebrada en Bali, Indonesia, en diciembre de 2013. Los ajustes fueron realizados con la finalidad de reflejar un mayor alineamiento entre la temática del curso y las prioridades identificadas en la Declaración Ministerial y decisiones de Bali, en la que participaron todos los miembros del BID. Declaración de Bali

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Índice Índice de Figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Índice de Gráficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Presentación del módulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Objetivos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 UNIDAD I. ESTADO DE SITUACIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS Y ENERGÉTICOS Y DE IMPLANTACIÓN DE TIC EN LAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Objetivos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 I.1. Introducción a la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 I.2. Estado de inversión en TIC en LAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 I.3. Oportunidades de inversión en LAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 I.4. Situación Económica de LAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I.5. Estado de situación de los sectores Hídricos y Energéticos . . . . . . . . . . . . . . . . 21 I.5.1. Situación Recursos Hídricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 I.5.2. Situación Recursos Energéticos en LAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Síntesis de la Unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 UNIDAD II. MEJORAS A NIVEL NACIONAL POR LA INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN EL SECTOR DE AGUA Y ENERGÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Objetivos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 II.1. Introducción a la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 II.2. Las Redes Inteligentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 II.3. Las SmartGrids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 II.4. Gestión inteligente de recursos hídricos y energéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 II.4.1. Gestión de la Producción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 II.4.2. Gestión Inteligente del Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 II.4.3. Control de Procesos: SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 II.4.4. Gestión de Alarmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

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II.5. Sistemas de Información Geográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 II.6. Beneficios Económicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 II.6.1. Beneficios económico para las compañías de producción . . . . . . . . . . . . 58 II.6.2. Beneficios económicos para las compañías de distribución . . . . . . . . . . 58 Síntesis de la Unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 UNIDAD III. MEJORAS A NIVEL SECTORIAL E INDIVIDUAL POR LA INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN EL SECTOR DE AGUA Y ENERGÍA . . . . . . . 60 Objetivos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 III.1. Introducción a la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 III.2. Beneficios de las TIC en los consumidores de agua y energía . . . . . . . . . . . . 64 III.2.1. Gestión de la producción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 III.2.2. Gestión del consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 III.2.3. Gestión de la distribución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

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III.3. ¿Qué beneficios aportan las soluciones TICs a la creación de un tejido empresarial? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Síntesis de la Unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 UNIDAD IV. CONCLUSIÓN Y RESUMEN DE LO APRENDIDO . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Referencias bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

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Índice de Figuras Figura 0.1. Arquitectura de que conforma una Smart Grid.

Figura 1.1. Gestión integral del agua.

Figura 1.2. Visualización página web de empresa suministradora de agua en Chile.

Figura 1.3. Ejemplo de un contador analógico y uno digital.

Figura 2.1. Esquema tradicional de distribución eléctrica.

Figura 2.2. Arquitectura de red eléctrica inteligente.

Figura 2.3. Arquitectura de red de distribución de agua inteligente.

Figura 2.4. Arquitectura de red de distribución de agua inteligente (II).

Figura 2.5. Ejemplo de Smart Meter de Oncor Figura 2.6. Dispositivos de una Advanced Metering Infrastructure (AMI).

Figura 2.7. Ejemplo de Pantalla vista por el operador mediante el uso de un sistema SCADA para el control de una red eléctrica.

Figura 3.1. Diferentes ejemplos de soluciones Smart Home.

Figura 3.2. Ejemplo de una DER instalada en una vivienda.

Figura 3.3. Smart Meters para control de consumo eléctrico e hídrico.

Figura 3.4. Componentes de una Home Area Network.

Índice de Gráficos Gráfico 1.1. Distribución de empleo en agua según sectores en LAC (2012).

Gráfico 1.2. Distribución de empleo en agua según sectores en Europa (2012).

Gráfico 1.3. Evolución de la producción de energía por los países de LAC. Gráfico 1.4. Distribución energética de la Zona LAC en el año 2009. En “Otros” se engloban energías renovables como la eólica y solar.

Gráfico 1.5. Emisión de CO2 por parte de algunos países de LAC. Gráfico 1.6. Evolución de la producción de energía eléctrica a partir de energías renovables (incluyendo hidroeléctrica) en diferentes regiones del mundo.

Gráfico 1.7. Pérdidas energéticas expresadas en % de producción. Comparativa mundial

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Glosario AMI: Advanced Metering Infrastructure BID: Banco Interamericano de Desarrollo DER: Distributed Energy Resources DMS: Supervisory Control and Data Acquisition HAN: Home Area Networks ICE: Instituto Costarricence de Electricidad IT: Integration Technology MDMS: Meter Data Management Systems SG: Smart Grid SIG: Sistemas de información geográfica SM: Smart Meter REI: Red eléctrica inteligente

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SCADA: Centros de tele medida y telecontrol TIC: Tecnologías de la Información y la Comunicación

Presentación del módulo En un mundo en continua evolución tecnológica, la digitalización ha hecho mella en prácticamente todos los sectores productivos de la economía mundial. Asimismo las nuevas tecnologías se erigen, más que nunca, como un instrumento indispensable para reducir la pobreza y la desigualdad, lo que exige responder a las preguntas sobre cómo identificar y aprovechar las nuevas oportunidades que surgen en una fase de convergencia tecnológica para avanzar en el desarrollo económico y la igualdad.

Las economías de Latinoamérica y El Caribe también forman parte de este revolucionario giro y en las últimas décadas han experimentado una importante implantación de nuevas tecnologías que proporcionan nuevas formas más eficientes y eficaces de enfrentarse a los desafíos de la gestión cotidiana.

Dentro de estas nuevas tecnologías, las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) aportan innumerables avances a múltiples sectores de la población. Los diferentes informes del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), OCDE, Comisión Europea y Katz entre otros ya confirman dichos beneficios en los diferentes sectores productivos de los países LAC.

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Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) son aquellas herramientas tecnológicas que nos permiten procesar, almacenar, administrar y transmitir información rápida, segura y, de requerirse, masivamente. Estos nuevos mecanismos se han convertido progresivamente, en parte importante de la vida cotidiana de los ciudadanos de las sociedades modernas, generando un cambio irreversible en la manera de comunicarse.

El sector de estudio de este módulo se centra en dos sectores claves para cualquier región del mundo: El Agua y la Energía. Ambos sectores encuentran en las TIC herramientas revolucionarias que permiten unas prestaciones en todos sus campos muy ligadas al concepto de gestión y desarrollo sostenibles, concepto que concierne enormemente a las diferentes poblaciones hoy en día.

Tanto el agua como la energía con recursos claves para la población, los cuales en los nuevos tiempos son esenciales. Ninguna especie puede sobrevivir sin agua y los seres humanos hoy en día precisan de fuentes de energía para llevar a cabo todas sus labores diarias.

Para los más pobres el acceso a servicios básicos de agua y energía es aún hoy el componente clave para reducir la pobreza y romper los círculos viciosos del atraso. También para los que han emprendido el camino del desarrollo y que en la actualidad son los responsables de la mayor parte del crecimiento de la demanda de agua y energía.

El progreso económico viene acompañado de nuevos y mayores desafíos para equilibrar unos recursos limitados con unas demandas crecientes impulsadas entre otros factores por las necesidades de agua y energía. En algún momento del desarrollo todos los países deberían reconocer la imposibilidad de continuar y mantener el avance de sus economías sin hacer cambios radicales en la manera de gestionar los recursos hídricos y energéticos disponibles.

Por ello juega un papel tan fundamental las TIC en estos campos, ya que nos proporcionan unas herramientas que permiten aumentar la eficiencia considerablemente en los siguientes campos: Control de pérdidas en las redes de distribución.

Continuidad de suministro.

Eficiencia y ahorro.

Desarrollo sostenible.

Accesibilidad de personas a recursos de calidad.

Optimización y modernización de sistemas de gestión.

Datos en tiempo real de calidad, consumo y demanda.

Hacer predicciones y pronósticos, con el fin de tomar medidas.

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Gestión de los recursos hídricos El agua es un recurso cíclico y abundante en las regiones de Latinoamérica y El Caribe ¿Cómo pueden las TIC aportar una mejor gestión y eficiencia de este vital recurso?

Cuando hablamos de gestión del agua nos referimos a realizar de manera eficaz y sostenible las siguientes tareas: Distribución del agua en la población, proporcionado una cantidad aceptable y una calidad mínima de agua, suministrada a los usuarios.

Desarrollo y gestión de infraestructuras de saneamiento, sólo el 63% de la población tiene acceso a una red de saneamiento eficaz.

Gestión del agua como fuente de generación de otras energías, como la eléctrica.

El agua es, como se dijo anteriormente, un recurso esencial para todo ser vivo. Las Naciones Unidas (2000), en su cumbre interanual fijaron los denominados Objetivos de Desarrollo del Milenio para el 2015. En dichos objetivos, en lo relacionado al agua se centraban en: Acceso a fuentes de agua mejoradas.

Acceso a servicios de saneamiento mejorados.

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El siguiente video, United Nations (2014) muestra la situación de algunas partes del mundo en aspectos de saneamiento.

The United Nations is leading a call to action on sanitation.

Duración: 1.30. United Nations. (Productor). (2014). The united Nations is leading a call to action on sanitation (Spanish). [Youtube]. De https://www.youtube.com/watch?v=eLlsqQPf454 Puesto que el agua es un recurso cíclico, el ser humano no dispone de medios para controlar el ciclo del agua, por tanto no disponemos de control sobre la producción del mismo. Sin embargo sí que está en nuestra mano que se lleve a cabo una gestión de la distribución y mantenimiento del mismo de una forma eficiente, de calidad y sostenible.

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¿Todas estas consecuencias son reversibles o irreversibles, controlables o fuera de control?

Afortunadamente las TIC aportan una solución a este problema, al proporcionar herramientas que permiten: Una medición en tiempo real de la demanda de agua, lo que permite realizar predicciones, evitando así la sobreexplotación.

Control de la red de distribución, evitando así pérdidas en la red y una contaminación del agua.

Optimización y modernización de las todas las infraestructuras relacionadas con el agua: almacenamiento, abastecimiento, distribución, alcantarillado, riego, depuración, etc.

Esto hace que las nuevas tecnologías se conviertan en una aportación fundamental para la explotación y gestión de los recursos hídricos.

Gestión Recursos Energéticos Nos podríamos hacer la misma pregunta que en el apartado anterior ¿Cómo pueden las TIC aportar una mejor gestión y eficiencia de las energías?

Al igual que el agua, las energías son un recurso fundamental para el día a día de los ciudadanos, sobre todo en los tiempos actuales, en los que empleamos recursos energéticos para prácticamente todas las actividades. Por ello el sector energético es una de las piezas claves en el desarrollo económico, tecnológico y social.

Debemos entender las diferentes fases de la energía como una red compleja en la que intervienen multitud de factores, dichas fases son: Producción, lugar donde se genera la energía, ya sea por perforación (Petróleo), Eólica, Presas Hidráulicas (Electricidad), etc.

Distribución, redes que se encargan de llevar la energía desde el lugar de origen hasta donde es demandada.

Consumo, lugar donde se demanda la energía con el fin de hacer uso de la misma.

En los últimos años el consumo energético se ha disparado hasta llegar a niveles en los que consumimos 50 veces lo que consumíamos hace 100 años. Esto nos lleva a que se deben introducir medidas que garanticen un suministro adecuado de las energías, así como una calidad de las mismas.

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Otro factor a tener en cuenta es el perjuicio que provocan sobre el medio ambiente algunas energías utilizadas hasta la actualidad. El caso más claro es el consumo de petróleo que ha llevado a un importante efecto denominado Cambio Climático. Esto ha fomentado el debate sobre la utilización de las denominadas energías limpias de una forma más extendida.

Por tanto se podría decir que una red energética debe prestar especial atención en los siguientes aspectos: Buscar eficiencia energética, es decir: Nivel de pérdidas de energía sea mínimo.

Balance de producción-consumo sea positivo.

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Energías Renovables, en los últimos años ha crecido el interés por las energías de tipo eólico, solar, etc.

Continuidad del abastecimiento, que en la medida de lo posible no se produzca ningún corte del suministro.

Energías Sostenibles, se produce y se utiliza de manera integral y global con perspectivas a largo plazo para el desarrollo humano en el ámbito social, económico y ecológico.

Las TIC nos proporcionan unas prestaciones que aportan valor en todos estos aspectos. En el sector de las energías se utiliza el concepto de SmartGrid. ¿Qué es una SmartGrid?

Una SmartGrid (SG) es una red eléctrica que utiliza información digital y tecnologías de la comunicación para reunir y actuar sobre la información del comportamiento de los proveedores y consumidores de energía.

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Fuente: EUROPEAN TECHNOLOGY PLATFORM

Figura 0.1. Arquitectura de que conforma una Smart Grid Las smartgrids proporcionan unas soluciones tecnológicas a alto nivel que incrementan la calidad de la gestión de la red energética en los siguientes aspectos: Aseguran un sistema económicamente competitivo y seguro.

Supone la integración de múltiples redes, empresas de generación, de distribución y consumidores en un mismo sistema.

Incrementan la conectividad, la automatización y la coordinación entre los proveedores, los consumidores y las propias redes de distribución.

Nuevo sistema de control: seguimiento y medición de toda la electricidad que fluye en el sistema. Lo que conduce a un incremento de la eficiencia energética.

Permite una visión integral del sistema energético.

El siguiente vídeo, Pardo (2013) muestra de una forma más interactiva lo expuesto anteriormente:

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Red Eléctrica Inteligente. Duración: 1.58Pardo, R. (2013). Red eléctrica inteligente. [YouTube]. De https://www.youtube.com/watch?v=kEpVZ7Cv4to Por ello es clave la implantación, al igual que en el sector del Agua, de nuevas tecnologías TIC en el sector energético, con el fin de suponer innumerables ventajas tanto a los proveedores, como a los distribuidores y a los consumidores de los recursos energéticos.

Objetivos generales El objetivo de este módulo es doble: 1. El primer punto, y más importante es lograr incrementar la voluntad del lector a lo largo del módulo para actuar. Actuar en consecuencia a lo aprendido para lograr que en las diferentes empresas encargadas de la distribución de agua y energía de Latinoamérica y El Caribe se logren o se apliquen las mejores prácticas tecnológicas que iremos viendo en diferentes casos, así como que las diferentes administraciones propongan políticas de inversión en implementación y desarrollo de dichas prácticas en las redes de distribución.

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2. El segundo punto es Proporcionar las herramientas necesarias para que el alumno se apropie de los beneficios que aportan las TIC a los diferentes niveles de los sectores del agua y la energía, para aplicaciones futuras de los conocimientos adquiridos.- Para lograrlo evaluaremos el beneficio que aporta a los diferentes niveles de la los sectores del agua y la energía.

Para ello, comenzaremos el curso con una breve descripción del estado de situación de la implantación de TIC que se ha llevado a cabo en dichos sectores en la región de LAC. Posteriormente, iremos exponiendo detalladamente todas las mejoras que eventualmente provoca la incorporación de las TIC en las Administraciones Públicas, en los tres estamentos socioeconómicos de la sociedad, mediante las siguientes unidades de aprendizaje: Mejoras a nivel nacional, mediante la implementación de un plan estratégico nacional e internacional de implantación y fomento de las TIC en las redes de distribución de agua y energía. Estudio de las soluciones y oportunidades para los países. ¿Qué ventajas aporta al país de forma global la implantación de TIC en dichas redes? ¿Cuáles son los mejores casos de éxito tanto en las regiones de Latinoamérica y del Caribe?

Creación de soluciones y ventajas para los ciudadanos. Oportunidades y servicios que aportan la implantación de las TIC, en relación al producto que reciben, así como un mejor y más eficaz control del consumo y suministro. Así mismo el fomento de un tejido empresarial relacionado con el desarrollo de soluciones TIC gracias a las implantaciones en los sectores hídricos y energéticos. ¿En qué cambian los hábitos de consumo energético? ¿Supone la implantación de las TIC un ahorro económico para los consumidores? ¿En qué favorece la implantación de TIC en la creación de un tejido empresarial? ¿Qué casos de éxito existen?

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Finalmente, el contenido teórico concluirá con una conclusión y un resumen de lo aprendido.

Como habrán podido observar, el contenido del curso es eminentemente práctico.

En el siguiente video, DGPYME2010 (2010) se muestra, a modo de introducción, la importancia de un consumo y gestión responsables de los recursos hídricos y energéticos. Uno de los objetivos fundamentales de la implantación de las TIC es garantizar un consumo responsable y una correcta redistribución de estos recursos tan imprescindibles para la vida humana hoy en día.

Consumo responsable de agua y energía.

Duración: 9.28 DGPYME2010. (2010). Consumo responsable de agua y energía [YouTube]. De https:// www.youtube.com/watch?v=s_Nk_kPP9xk La lectura de este módulo le llevará alrededor de 5 horas, de las cuales alrededor de una hora y veinte minutos las dedicará a ver vídeos explicativos de los distintos conceptos más interesantes.

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UNIDAD I

ESTADO DE SITUACIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS Y ENERGÉTICOS Y DE IMPLANTACIÓN DE TIC EN LAC

Objetivos de aprendizaje 14

Antes de comenzar con el estudio de las ventajas que proporcionan las TIC al cometido de la gestión eficiente y distribución de calidad de los recursos hídricos y energéticos, debemos empezar con una exposición a muy alto nivel de la situación de la región de Latinoamérica y El Caribe en lo referente a estos sectores.

Podríamos empezar con las preguntas: ¿Cuál es el nivel de disponibilidad de agua para los habitantes de Latinoamérica? ¿La distribución y el control de consumo se encuentran bien gestionados? ¿Cuáles son las fuentes de energía más utilizadas en LAC? ¿Puede LAC abastecerse energéticamente por sí misma o depende de aportaciones exteriores? ¿Cuál es el nivel de calidad de los recursos hídricos y energéticos recibidos por los consumidores con respecto a otras partes del mundo?

El objetivo de esta unidad es mostrar la situación en la que se encuentran actualmente las regiones de Latinoamérica y El Caribe en materia de consumo y gestión de sus recursos hídricos y energéticos, así como la implantación de TIC con el fin de mejorar la eficiencia y calidad de dichos recursos.

Partiendo de una breve exposición de los cambios importantes que se han producido en LAC en las últimas décadas, desde un punto de vista social y económico, veremos cómo estos cambios han provocado una transformación importante en los hábitos de producción, distribución y consumo de los recursos hídricos y energéticos. También veremos cómo todos estos acontecimientos, añadido al potencial que la región de Latinoamérica y El Caribe posee para la producción de estos recursos, hacen que

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la implantación de las TIC aporten unas soluciones fundamentales para la construcción de un futuro en el cual se tenga una distribución eficiente, un consumo de calidad y un desarrollo sostenible del medio.

Por tanto los objetivos que serán tratados son los siguientes: Identificar el consumo, distribución y gestión de los recursos hídricos y energéticos en la región de LAC, a partir de la revisión de la situación actual de los dos sectores.

Realizar un diagnóstico del estado actual de la implantación de las TIC en el sector hídrico y energético, para identificar el aporte de su gestión integral y control.

Reconocer los beneficios de la implementación de las TIC al sector hídrico y energético y la contribución que hace a las sociedades de la región LAC, enumerando tres ejemplos donde se evidencie el aporte.

I.1. Introducción a la unidad ¿Algunas naciones han implantado ya TIC en sus sectores hídrico y energético? ¿Hasta qué punto de vista han tomado en consideración la implantación de estas soluciones tecnológicas? ¿Todas estas implantaciones llevadas a cabo han mejorado la eficiencia de la gestión y la calidad de vida de los consumidores?

De sobra son conocidas las innumerables aportaciones que ofrecen las TIC a diferentes sectores de la población. Estas tecnologías han permitido que se mejore la eficiencia de multitud de procesos y ha logrado que tareas de gestión y control de calidad que antes eran tediosas y en ocasiones poco exitosas se puedan llevar a cabo de manera sencilla y eficiente.

Sin embargo en el sector del agua y la energía no se han implantado de manera importante todavía en LAC. Muchas organizaciones gubernamentales y empresas son conscientes del potencial que ofrece LAC en referencia a estos recursos y como la implantación de las TIC ayudaría considerablemente a una explotación eficaz de los mimos. Sin embargo es necesario un empujón social y económico para llevar a cabo la introducción de las TIC en los sectores del agua y la energía con el fin de aprovechar todas las ventajas que ellas nos ofrecen.

El siguiente ejemplo proviene de una nota informativa de las Naciones Unidas, en preparación para la Conferencia Anual de 2014 de ONU. En dicha nota expresan las consecuencias de no invertir en sistemas de gestión eficiente de los recursos hídricos y energéticos.

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Eficiencia en el uso del agua y la energía Según la ONU, 2014 “Sin mejoras en la eficiencia, la demanda mundial de agua superará los suministros actualmente accesibles en un 40% para el año 2030 (2030 Water Resources Group, 2009). Se espera que los niveles históricos de la mejora en la productividad del agua, así como aumentos de la oferta hagan frente a un 40% de esta brecha, pero el 60% restante tiene que venir de la inversión en infraestructura, reforma de la política de aguas y desarrollo de las nuevas tecnologías (PNUMA, 2011).

Hoy en día, la energía utiliza aproximadamente el 8% del total de agua dulce extraída en todo el mundo y hasta un 40% del agua dulce extraída en algunos países desarrollados (WEF, 2011; IRP, 2012). La demanda de energía en las tendencias actuales se incrementará en un tercio desde 2010 hasta 2035, con el 90% ocurriendo en países no pertenecientes a la OCDE (IEA, 2012). Las necesidades de agua para la producción de energía se prevé que crezcan al doble del ritmo de la demanda de energía (IEA, 2012; National Geographic, 2013). Las extracciones de agua estimadas para la producción de energía en el año 2010 fueron de 583 millones de metros cúbicos, de los cuales el 11% (66) era agua consumida – el resto fue extraída pero no regresó a su fuente”.

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http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/pdf/01_2014_water_ energy_efficiency_spa.pdf

I.2. Estado de inversión en TIC en LAC ¿Se encuentran los países de LAC realizando inversiones considerables para implantar TIC es sus sectores?

Efectivamente, Katz (2009) en un estudio, señala que la inversión en TIC, sobre el PIB alcanza el 2,1%, y que experimenta una tendencia al alza. ¿Sabías que América Latina, invirtió en 2013 un total de 302 mil millones $ en Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC)?

En el siguiente video, Videos BPS (2012) muestra cómo la región de Latinoamérica y El Caribe se han convertido en una oportunidad de negocio importante para las empresas que forman parte del sector de negocio de TIC en España: Latinoamérica, el mercado natural de las TIC españolas Duración: 3.30. Video BPS (2012). Latinoamérica, el mercado natural de las TIC españolas [YouTube]. De https://www.youtube.com/watch?v=63BM9kGN14U El siguiente gráfico muestra la evolución entre 2007 y 2011 de la evolución del indicador TIC en algunos países de Latinoamérica, así como la evolución media del mismo.

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Fuente: Everis/IESE, 2012

Gráfico 1.1: Evolución del Indicador TIC dentro del ISI A la hora de impulsar el desarrollo de TIC en un determinado lugar se han de tener presentes los siguientes factores: Inversión en infraestructura.

Desarrollo de un sistema educativo en nuevas tecnologías.

Existencia de condiciones comerciales basadas en la innovación y el emprendimiento.

I.3. Oportunidades de inversión en LAC ¿Qué hace de Latinoamérica y El Caribe una zona tan atractiva para implantar los sistemas tan modernos?

En las últimas décadas la región de Latinoamérica y el caribe ha visto grandes cambios de diversa índole en sus sectores sociales, políticos y económicos. Dichos cambios han supuesto una elevada modernización de la región que desemboca en una drástica mejora del nivel de vida de los ciudadanos, un aumento en las inversiones, tanto extranjeras como internas, y una mayor democratización de los gobiernos de las distintas naciones, mejorando así la relación y confianza de los ciudadanos con sus respectivos gobiernos, a su vez que se reduce el conocido como riesgo país, para los inversores internacionales.

Todos estos cambios han hecho de LAC una zona propicia para la instalación de nuevas tecnologías como las TIC en sus sectores básicos, como es el caso de los sectores hídricos y energéticos.

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¿Cuáles son los más significativos acontecidos en LAC? Los cambios sociales son modificaciones en los diferentes hábitos de la sociedad (lugar de residencia, sectores productivos, ingresos…). Por lo general una modernización de la sociedad implica unos cambios sociales favorables de cara a la calidad de vida de los ciudadanos, y la inmersión de la sociedad en nuevas tecnologías es clave en dicha mejora en los últimos años.

América Latina y El caribe han experimentado un gran auge e incremento de desarrollo durante la última década, lo que ha conllevado a una considerable reducción de la tasa de pobreza.

Esto es debido a la masiva inmigración campo-ciudad que ha acontecido en los últimos años, lo que ha favorecido la creación de una clase media. ¿Sabía que la Zona LAC es la región más urbana del mundo en desarrollo?

La tasa de urbanización de LAC alcanza casi el 80%, porcentaje que podría aumentar hasta el 88% en 2050, según proyecciones de la ONU1.

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Fuente: Banco Mundial, 2013

Gráfico 1.2: Evolución de la población urbana en LAC Sin embargo dicha migración provoca las siguientes consecuencias: Centralización de servicios en zonas urbanas.

Congestión de ciudades.

Aumento de la brecha entre población urbana y población rural.

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http://www.rlc.fao.org/es/areas-tecnicas/agricultura/agricultura-urbana/

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¿Cómo podríamos aminorar estás diferencias que van en aumento?

Mediante el empleo de TIC se pueden reducir estas diferencias gracias a la deslocalización que proporciona el acceso a los servicios a través de la Web, en otras palabras no es obligatorio vivir en los núcleos urbanos para disfrutar de los servicios sociales proporcionados por las administraciones públicas y entidades privadas. ¿Pero las TIC son accesibles a toda la población?

Aquí nos encontraríamos con la mayor contrariedad en este aspecto, las infraestructuras de telecomunicaciones no se encuentran plenamente desarrolladas en LAC, por lo que sería necesario construir una infraestructura de servicios de telecomunicaciones que llegue y dé cobertura a toda la población.

I.4. Situación Económica de LAC ¿Se ha visto la región de LAC afectada de manera importante por la crisis económica?

La profunda crisis económica que ha afectado al mundo entero en los últimos años venía precedida de un auge de la globalización, lo que ha llevado a que se haya producido una distribución de las inversiones en otras partes del mundo.

Una de las regiones que ha visto un aumento más considerable de las inversiones en los últimos años es la región LAC, por lo que, a pesar de haber sido afectada por la crisis económica, ésta se ha propagado rápidamente debido a las inversiones extranjeras y el aumento de confianza que producen los países que conforman Latinoamérica y El Caribe. Ante esta situación los diferentes gobiernos han optado por aplicar políticas macroeconómicas que han puesto en marcha medidas basadas en la inversión y el estímulo del consumo.

Todo ello ha favorecido una mejoría a partir de 2009, superando el desplome del PIB, para mejorar en el periodo hasta 2010 con un crecimiento experimentado del 8%.

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Fuente: Naciones Unidas, 2013

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Gráfico 1.3: Crecimiento de PIB en Latinoamérica en 2013 y proyección para 2014 En el siguiente gráfico se muestra la variación del PIB de LAC con respecto a la media mundial, viendo que la economía de LAC se ha recuperado de forma rápida de la crisis económica que sigue estando presente en otras partes del globo.

Fuente datos: El Banco Mundial, 2012

Gráfico 1.4: Comparación del gasto en educación sobre %PIB a nivel mundial

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¿Nos encontramos en una situación en la que LAC se encuentra entre los líderes de la recuperación económica?

Según la revista digital Marco Trade News (28 de junio 2012), especialista en comercio internacional de Iberoamérica, la Comisión Económica para América Latina (CEPAL), prevé un crecimiento para la Región de un 3.7% durante el periodo 2012, frente al 4.3% alcanzado en el 2011. El mayor dinamismo en la región se debe más a la demanda interna que a las exportaciones, las cuales se han visto reducidas en los últimos meses debido a la crisis económica que atraviesan Europa y Norteamérica. La CEPAL prevé que las economías con mayor tasa de crecimiento para el año 2012 serán Panamá (8%), Haití (6%), Perú (5,7%), Bolivia (5,2%), Costa Rica y Venezuela (5%), Chile (4,9), República Dominicana, Ecuador y Colombia (4.5%). En los países más desarrollados de la Zona se prevé un crecimiento más moderado. México (4%), Argentina (3.5%) y Brasil (2.7%).

Esta tendencia económica de crecimiento constante que se observa en la Región obedece al desarrollo socio-tecnológico que se está produciendo en estos años en la mayoría de los países, y que conlleva los procesos de desarrollo urbano vistos anteriormente y que demandan toda una gama de necesidades sociales (servicios educativos, sanitarios, transportes, infraestructuras eléctricas, de saneamiento, de telecomunicaciones, comercio, etc.) que mueven las economías internas de las naciones. Tomado de Marco Trade News, 2012 Esta situación económica favorable allana considerablemente el camino a la inversión necesaria para llevar a cabo la continua implantación y desarrollo de las TIC en la región LAC.

I.5. Estado de situación de los sectores Hídricos y Energéticos ¿Todos los cambios sociales y económicos han contribuido a un cambio en los hábitos y la demanda de agua y recursos energéticos?

La respuesta es afirmativa. Cualquier cambio social y económico que suponga una mejora en la calidad de vida de la población supone un cambio en la relación de la población con sus recursos hídricos y energéticos.

El caso más relevante es el aumento masivo en los últimos años de la población urbana, hecho que continuará en aumento. Según predicciones de la CEPAL se prevé que alcance en LAC el 88,8 % de la población en 2050.

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Fuente datos: CEPAL, 2013

Gráfico 1.5: Previsión de % de población en núcleos urbanos Esto ha hecho que la demanda de redes de saneamiento mejoradas y de calidad, así como un mayor consumo de energía se hayan disparado como consecuencia de este aumento de la población urbana.

Asimismo un mayor desarrollo económico se traduce en una mayor renta para los ciudadanos, lo que conlleva a que estos busquen mejorar su calidad de vida mediante la adquisición de bienes que requieren de un mayor consumo energético, incrementando así la demanda de dichos recursos.

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Este progreso económico desemboca en una mayor actividad económica por parte del tejido empresarial que conforman los diferentes países de LAC. El aumento de las diferentes actividades productivas y de servicios de la industria, junto con una masiva innovación tecnológica en todos sus procesos hace que estas empresas requieran de una mayor aportación de energía y agua para llevar a cabo dichas operaciones. ¿Deben de ser estudiados en conjunto estos recursos o por separado? ¿Qué interdependencia guardan?

En los últimos tiempos se han realizado estudios, análisis de situación, propuesta de soluciones, etc., de estos dos recursos estudiándose siempre de forma conjunta, ya que entre ellos son interdependientes en el sentido de que se precisa de uno para llevar a cabo la obtención y distribución del otro.

Por ejemplo la extracción y distribución de agua requiere del empleo de energía. Por otro lado se tiene la situación de que alrededor del 75% de toda el agua de uso industrial se utiliza en producción de energía. Y el 90% de esta producción usa grandes cantidades de agua2. (Lino, M. Marzo, 2014).

También tenemos el caso de la energía eléctrica, cuyo 90% de producción viene del agua. (Lino, M. Marzo, 2014). La obtención de energía eléctrica por parte de métodos hidráulicos es clave a la hora de referirnos a la región de Latinoamérica y El Caribe, ya que dicha región posee un gran potencial, probablemente el mayor del mundo, para la obtención de energía eléctrica por ese método.

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http://eleconomista.com.mx/entretenimiento/2014/03/20/agua-energia-inseparables

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El siguiente video (CINU, LIMA 2013), muestra con detalle la inseparabilidad de estos dos recursos, junto al de la seguridad alimentaria.

El nexo entre el agua, la energía y la seguridad alimentaria Duración: 4.05. Fuente: CINU Lima https://www.youtube.com/watch?v=2iN0vnS4lUs Por otro lado, la siguiente noticia nos muestra cómo los efectos del cambio climático afectan seriamente a los recursos energéticos en Latinoamérica, por el hecho de que los recursos hídricos se ven seriamente afectados por este fenómeno y por ende los energéticos también.

El sector energético en Latinoamérica es vulnerable por su dependencia al agua “Los sectores energéticos de América Latina tienen una vulnerabilidad descarnada frente al cambio climático por su gran dependencia del agua, ya que el 68% de la electricidad se produce a partir de fuentes hidroeléctricas.

En el marco de la Asamblea Anual del BID, que se celebra en la ciudad mexicana de Cancún, el organismo difundió un informe en el que señala que estos niveles de dependencia al agua en energía eléctrica superan el promedio mundial que se sitúa en el 16%.

La institución multilateral recordó que tan sólo en Chile durante 2008 la producción hidroeléctrica cayó un 34 por ciento debido a la sequía que afectó al país.”

El texto del BID afirma que “existe un creciente consenso en la región acerca de que el agua ya no puede ser tratada como un bien libre y sin límites, y que los cambios en los suministros de este recurso pueden estar entre las primeras y más perjudiciales consecuencias del cambio climático. (Energía diario, 2010).

En los siguientes apartados se tratará la situación en la región de Latinoamérica y El Caribe de cada uno de los recursos por separado.

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I.5.1. Situación Recursos Hídricos Los recursos hídricos, como se comentó anteriormente, suponen un recurso vital para el ser humaNos supone una fuente de vida pero también nos sirve para multitud de usos domésticos, sobre todo en lo relacionado con aspectos de limpieza y excreción. Por otro lado es indispensable para llevar a cabo algunas actividades por parte de las industrias, así como para la obtención de energía.

Nos supone una fuente de vida, por ello es vital que se encuentre al alcance de todo el mundo de una forma razonable, que la cantidad disponible sea suficiente y que siempre se tenga acceso a agua de calidad, es decir, que no se encuentre contaminado.

Sirve como herramienta para actividades de limpieza y excreción, lo que implica que debe existir una red de saneamiento razonable y eficiente, con el fin de evitar problemas sanitarios entre la población.

Necesaria para la producción y distribución de algunos recursos energéticos (Energía Eléctrica). ¿Dispone LAC de recursos hídricos suficientes para satisfacer estas necesidades?

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Latinoamérica y El Caribe es una región que se encuentra en una situación privilegiada en lo referente a la abundancia de este recurso, ya que si comparamos datos de población con datos de distribución de agua dulce en el mundo tenemos: En LAC tenemos un 6% de la población mundial y un 12% de la superficie terrestre.

Sin embargo esta región posee un 31% del agua dulce mundial, lo que implica que la cantidad de agua por habitante en LAC es bastante superior a la media mundial.

El siguiente gráfico nos muestra que efectivamente la región de LAC es la que posee mayores reservas de agua dulce del planeta.

Fuente datos: El Banco Mundial, 2012

Gráfico 1.6: Recursos de agua dulce internos en diferentes regiones del mundo (2011)

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Sin embargo esta gran ventaja que posee la región de Latinoamérica y El Caribe no es aprovechada de forma adecuada. Si observamos la distribución del empleo de agua según sectores tenemos:

25 Fuente: Banco Mundial, 2012

Gráfico 1.1. Distribución de empleo en agua según sectores en LAC (2012) En cambio en regiones más desarrolladas como Europa tenemos la siguiente distribución de usos de agua:

Fuente: Banco Mundial, 2012

Gráfico 1.2. Distribución de empleo en agua según sectores en Europa (2012)

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Observamos que el uso de agua, por ejemplo en los países europeos, difiere notablemente con respecto a la distribución de usos del agua en LAC. Esto nos indica que, a pesar de ser LAC la mayor reserva de agua del planeta, en la que hay agua suficiente para atender todas las necesidades de la población, mucha de esta agua no es aprovechada por la población de forma eficiente3. ¿Han tomado los gobiernos de LAC alguna iniciativa de cara a este desaprovechamiento? ¿Qué medidas están llevando a cabo?

Los gobiernos de Latinoamérica y El Caribe son conscientes del potencial hídrico que posee su región y, con el objetivo de hacer cumplir en la medida de lo posible los Objetivos de Desarrollo del Milenio para 2015, establecidos en la cumbre de Naciones Unidas del año 2000. En los cuales se hablaba de: Acceso a fuente de agua mejorada, % Población con acceso a cantidad de agua (Disponibilidad 20 L/persona/Día).

Acceso a servicios de saneamiento mejorados, Facilidades para deposición de excrementos.

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La implantación y desarrollo de TIC en los campos de aprovechamiento, gestión y control de los recursos hídricos provee de soluciones tecnológicas que ayudan considerablemente a la consecución de estos objetivos. Por esta razón la implantación se ha ido llevando a cabo gradualmente en los últimos años gracias a cambios en la legislación de los países donde el uso de las TIC está incluido en los artículos relacionados con el uso racional de los recursos.

Sin embargo esta implantación se está llevando a cabo de forma lenta en parte debido a la situación de las TIC en LAC, las cuales no gozan de una infraestructura adecuada en muchos de sus puntos, así como la denominada brecha digital entre los países de LAC y otros lugares del mundo.

Aun así el futuro es bastante optimista de cara al futuro de la implantación de TIC en los sectores hídricos de la región de LAC, ya que en los últimos años se han llevado a cabo una serie de iniciativas público-privadas con el fin de fomentar la implantación de la denominada gestión integrada del agua.

El siguiente ejemplo nos muestra el fondo utilizado por el BID para fomentar la gestión integrada del agua en las regiones de LAC. AquaFund: Un fondo para soluciones innovadoras en agua y saneamiento (Información tomada del BID) ¿Qué es AquaFund?

AquaFund otorga donaciones que contribuyen al logro de las metas establecidas en el marco de la Iniciativa de Agua y Saneamiento del BID y de los Objetivos de Desarrollo del Milenio en lo que respecta a agua y saneamiento http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2011/09/26/505135/especialistas-dicen-que-hay-agua-suficiente-pero-no-se-usa-con-eficiencia.html 3

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¿Cuáles son las prioridades de AquaFund?

AquaFund facilita la inversión en las áreas de agua y saneamiento, recursos hídricos, residuos sólidos y aguas residuales. Contribuye a que los servicios relacionados a estas áreas sean sostenibles y accesibles para los pobres. El fondo también ayuda a los países clientes del BID a hacer frente a los nuevos retos planteados por el cambio climático, la rápida degradación de los ecosistemas de agua dulce y la creciente inseguridad hídrica. ¿Qué clase de actividades son elegibles para recibir donaciones de AquaFund?

Los recursos de AquaFund pueden utilizarse para asistencia técnica, desarrollo de políticas y capacidades, generación y difusión de conocimiento, proyectos piloto de participación comunitaria, y preparación de proyectos de inversión. ¿Quién es elegible para recibir donaciones de AquaFund?

Entidades gubernamentales a nivel nacional, subnacional y local, entidades prestadoras de servicios de agua potable y saneamiento (públicas, privadas, mixtas, cooperativas) e instituciones académicas y de investigación. Las ONGs pueden ser elegibles a solicitud de los gobiernos. Todos los beneficiarios de donaciones deben operar en países de América Latina o el Caribe. ¿Quién respalda a AquaFund?

AquaFund colabora con muchas de las organizaciones más destacadas del sector y recibe financiamiento de diversos donantes internacionales. El BID es el mayor donante de AquaFund, seguido por la Cooperación Suiza (la Secretaría de Estado de Economía – SECO y la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación – COSUDE), la Fundación PepsiCo y el Ministerio de Finanzas de Austria. ¿Cuáles son los objetivos de estas iniciativas de cara a favorecer la gestión de los recursos hídricos?

A pesar de la escasa introducción de las TIC en el campo de la gestión de los recursos hídricos, estas iniciativas permiten gradualmente la introducción de las TIC en dicho campo. En la región de LAC, las TIC se encuentran actualmente implementándose en los siguientes sistemas: Sistemas de control, estado en tiempo real de la red de suministro, importante sobre todo para las empresas encargadas del suministro (públicas y privadas).

Aplicaciones que permiten conocer el estado y la localización de los recursos hídricos mediante el empleo de los sistemas de información geográfica (SIG).

Creación de sistemas de información meteorológica, en los que se ofrecen una serie de servicios y productos a través de portales web.

Otro campo en el que también aportan un valor importante las TIC es el de la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos (GIRH). Esta visualización proviene de la interdependencia que tienen los diferentes usos de los recursos hídricos. Por ello el concepto de GIRH es fundamental en la búsqueda de un desarrollo sostenible, así como un aseguramiento en la calidad y cantidad de la distribución y saneamientos.

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Fuente: Elaboración propia

Figura 1.1. Gestión integral del agua

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En el siguiente video, Carder Risaralda (2014) muestra un ejemplo de gestión integrada de recursos hídricos llevada a cabo en departamento de Risaralda, en Colombia, por la organización CARDER, en colaboración con el gobierno colombiano:

Gestión Integral del Recurso Hídrico CARDER vigencia 2013 Duración: 4.30.

Carder Risaralda. (Productor) (2014). Gestión integral del Recurso Hídrico CARDER vigencia 2013 [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=4YQ8vMzC7RI Otra aplicación de las TIC que se ha llevado a cabo recientemente en casi todas las empresas de distribución de agua en LAC es la implantación de diferentes portales web. Dichas herramientas permiten lo siguiente:

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Una fluida y eficaz comunicación entre empresas y consumidores.

Las empresas muestran productos y servicios, entre estos destaca la gestión de los clientes.

Acceso clientes a datos de consumo, facturación, recibir alertas sobre cortes de suministro, etc.

Facilitación a los clientes de información relevante como cambios de legislación, impacto ambiental, etc.

29 Fuente: https://www.aguasandinas.cl/

Figura 1.2. Visualización página web de empresa suministradora de agua en Chile Como ha podido observarse algunas de las soluciones que ofrecen las TIC van entrando poco a poco en el sector de gestión del agua en LAC. Sin embargo hay unas herramientas clave en dicho sector, las cuales se encuentran en una situación algo obsoleta, dichas herramientas son los Sistemas de Medición.

La inversión necesaria para la implantación de TIC en los sistemas de medición es algo pendiente en la región LAC. En la mayoría de los hogares e industrias de LAC tenemos aún los denominados Contadores Analógicos, los cuales se basan en una tecnología simple que requieren del desplazamiento de un operario al lugar donde se encuentra el contador para proceder a su lectura.

Las ventajas que nos dan las TIC en el campo de los contadores se traduce en los llamados contadores digitales o Smart Meters (SM), que facilitan la lectura a distancia.

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Fuente: http://www.johnsonvalves.co.uk/johnsonmeters/water-metering-products/smartmeter%E2%8 4%A2-water-meters/

Figura 1.3. Ejemplo de un contador analógico y uno digital

I.5.2. Situación Recursos Energéticos en LAC

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Al igual que los recursos hídricos, los recursos energéticos también suponen una pieza clave para la vida humana, sobre todo en los tiempos actuales, en los que nuestra forma de vida ha disparado la demanda de energía, tanto por los ciudadanos como por las empresas.

Fuente Banco Mundial, 2012

Gráfico 1.3. Evolución de la producción de energía por los países de LAC Esto nos lleva a la situación de que las empresas encargadas de provisionar energías tengan que centrar sus esfuerzos e inversiones de forma que puedan seguir proporcionando suministro energético de forma continua y de calidad, con el fin de evitar que haya un déficit de oferta y los consumidores se vean en la situación de encontrarse sin esos recursos energéticos que tanto precisan.

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Es evidente que la cantidad de energía que se puede proporcionar a los usuarios depende de la cantidad de recursos disponibles. En el caso de las regiones de Latinoamérica y El Caribe nos encontramos con una abundancia innumerable de una cantidad importante de recursos energéticos, lo cual hace que la región pueda encontrarse en una situación de autoabastecimiento de energía y no depender de exportaciones energéticas de la misma. ¿Cuáles son las fuentes de energía más utilizadas en LAC? ¿De qué potencial dispone la región para producir dichos recursos energéticos?

Si observamos el siguiente gráfico de distribución del consumo de cada fuente de energía en LAC:

31 Fuente datos: OLADE, 2012

Gráfico 1.4. Distribución energética de la Zona LAC en el año 2009. En “Otros” se engloban energías renovables como la eólica y solar Se observa que el consumo energético de la región LAC proviene fundamentalmente de dos fuentes: Los Hidrocarburos y la Energía Hidroeléctrica. Dicha distribución es debida a la enorme riqueza de la que dispone la región de LAC en recursos de Petróleo, Gas, Carbón, así como el potencial hidroeléctrico que posee.

Dentro de la región LAC podemos decir que en Latinoamérica nos encontramos con que prevalecen las fuentes de energía hidroeléctrica, mientras que en El Caribe nos encontramos más con energías de origen fósil (aparte de Venezuela, la cual posee una riqueza muy alta de combustibles fósiles). ¿Pero cómo es posible que, a pesar de la alta riqueza hidroeléctrica, el 80% de la energía provenga de combustibles fósiles?

Aquí nos encontramos con la paradoja de que, teniendo un potencial enorme para producir energías limpias, la región LAC se sigue apoyando en un porcentaje muy elevado en las denominadas Energías no Renovables, en especial las derivadas de combustibles fósiles. Podríamos decir que las razones fundamentales de este hecho son dos:

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La abundancia de combustibles fósiles en la región de LAC (sobre todo Venezuela y Brasil), únicamente superada por Oriente Medio.

La falta de inversión y desarrollo de energías alternativas en la región de LAC. Como se comentó anteriormente el consumo desmesurado de energías no renovables supone un perjuicio para el medio ambiente y para la búsqueda de un desarrollo sostenible, ya que se emite una cantidad enorme de CO2, así como otros contaminantes que ayudan a producir el desastroso efecto del Cambio Climático.

El efecto del cambio climático produce, entre otras cosas, una serie de cambios meteorológicos que pueden afectar a los recursos energéticos utilizados en LAC, aumentando como consecuencia el coste de la energía.

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Fuente datos: OLADE, 2011

Gráfico 1.5. Emisión de CO2 por parte de algunos países de LAC Sin embargo, el observador (2014) afirma que en los últimos años los gobiernos de la región de LAC, conscientes de la excesiva dependencia de LAC en energías no renovables, han comenzado a tomar medidas y llevar a cabo diversas reuniones con el fin de fomentar el desarrollo de Energías Renovables en la región, aprovechando el gran potencial del que dispone esta región en materia de recursos energéticos renovables La energía de tipo renovable que se puede obtener de forma más abundante en LAC es la energía hidroeléctrica. Sin embargo las energías renovables también engloban otro tipo de combustibles, como los biocombustibles, también dominantes en LAC en el sector de las energías renovables. Otras fuentes de generación de energía renovable son las centrales eólicas, marinas, solares, etc.

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Energías Renovables Duración: 4.08. Casa Presidencial CR. (Productor). (2013). Energías renovables [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=0zYCUJJxTYk

33 Fuente datos: Banco Mundial, 2013

Gráfico 1.6. Evolución de la producción de energía eléctrica a partir de energías renovables (incluyendo hidroeléctrica) en diferentes regiones del mundo ¿Y cómo siendo LAC tan rica en energía nos encontramos con que no todo el mundo tiene acceso a una energía de calidad?

Efectivamente, a pesar de la riqueza energética de la región, algunos consumidores no tienen acceso a energía de calidad, aun sabiendo que LAC posee recursos energéticos para satisfacer a toda su población. Las razones son las siguientes: Deficiencias en sistemas de producción, tanto de cantidad como de operatividad.

Aquí sería un ejemplo la energía hidroeléctrica, si no abundan presas suficientes o se produce una sequía, la energía eléctrica producida puede ser escasa.

Deficiencias en transporte y distribución, mala calidad de las infraestructuras de transporte, cortes de suministro espontáneos.

Pérdidas energéticas, este es probablemente el mayor problema que se encuentra LAC. Puede ocurrir por unos deficientes sistemas de transporte y distribución o por robos energéticos realizados mediante enganches ilegales.

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Falta de infraestructura de transporte, muchas regiones de LAC no disponen aún de infraestructuras de transporte y distribución de energía.

El punto a tener más en cuenta, quizá el más destacable a nivel energético del sector en la región de LAC en comparación a otras zonas con un desarrollo económico y tecnológico más alto, es en lo referente a las pérdidas energéticas que se producen durante la fase de distribución, lo que deriva en una deficiencia del suministro, así como en una pérdida de calidad del recurso energético. ¿Por qué se producen estas pérdidas?

Según López y Rojas (2010), Las pérdidas de energía se clasifican en dos categorías en función de su naturaleza4: Pérdidas energéticas asociadas a características propias de las redes, que corresponden a la diferencia entre la energía que se entrega a un sistema y la que es utilizada por el usuario final.

Pérdidas asociadas con fallos no técnicos, como robo de energía por enganches ilegales o fraude por parte de los usuarios.

El siguiente gráfico demuestra cómo las pérdidas energéticas suponen un hándicap importante en el sector energético de LAC, al ser bastante superiores a las del mundo desarrollado.

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Fuente datos: El Banco Mundial, 2010

Gráfico 1.7. Pérdidas energéticas expresadas en % de producción. Comparativa mundial Las pérdidas de energía eléctrica generan altos costos para los agentes involucrados en la prestación del servicio y los consumidores. Esto produce las siguientes consecuencias: El comercializador debe pagar al generador y al transmisor el total de la energía (producto) que ingresa al sistema, aunque ésta no sea facturada a los usuarios.

El distribuidor no recibe el pago por el uso de la infraestructura asociado con el transporte de la energía que no es facturada.

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http://www.javeriana.edu.co/juridicas/pub_rev/revista6_2/6.denice_romero_2.pdf

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En muchos casos se obtiene mediante un esquema de precio marginal; la generación adicional requerida por la existencia de pérdidas impone un precio marginal mayor que se traslada directamente a los usuarios.

Los usuarios pagan un valor adicional al asociado a su consumo, ya que la tarifa incluye costos de pérdidas reconocidas en generación, transmisión y distribución. ¿Cómo podríamos solucionar este problema? ¿Qué han llevado a cabo países más desarrollados para disminuir este impacto?

Es en este problema donde más puede aportar el empleo de TIC para el desarrollo de sistemas de información que ayuden a gestionar y a automatizar la red.

Existen muchos procesos de la gestión energética que disponen de sistemas TIC muy avanzados para la optimización de la generación de la energía, el transporte, la distribución y el control del suministro. Además es un sector que actualmente se encuentra en un nivel de altísima innovación y desarrollo debido a la aparición del concepto de redes inteligentes o SmartGrid. Una muestra de esto es la futura implantación de medidores inteligentes para la telelectura del consumo eléctrico.

La siguiente noticia muestra cómo la implantación de TIC en las redes eléctricas supone la minimización del problema de las pérdidas energéticas.

Gobierno prevé aplicar redes inteligentes para restar pérdidas negras Según el telégrafo (2012), Ecuador apunta a la eficiencia energética a través de las redes inteligentes o “SmartGrid”, las cuales permiten al distribuidor de electricidad mantener absoluto monitoreo del flujo de energía. http://www.telegrafo.com.ec/economia/item/gobierno-preve-aplicar-redes-inteligentes-para-restar-perdidas-negras.html

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SÍNTESIS DE LA UNIDAD La región de LAC ha visto en los últimos años un aumento considerable en la calidad de vida de su población y en la actividad productiva de su entorno empresarial. Esto ha llevado a que exista una demanda de suministro de agua y energía de calidad y eficacia.

La zona LAC es la región del mundo más rica en disponibilidad de Agua y un elevado número de fuentes de energía, sin embargo todavía un número importante de personas no tienen acceso a redes de distribución adecuadas de agua y energía Por un lado los recursos hídricos se encuentran en inmensa abundancia dentro del territorio de la región de LAC. Sin embargo los recursos hídricos sufren de una gestión integrada muy limitada y poco eficaz.

En los últimos años se han llevado a cabo implantaciones de TICs con el fin de alcanzar una gestión integrada de recursos hídricos eficiente y de calidad.

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Por otro lado hasta el momento el consumo energético de LAC ha venido mayoritariamente de las energías no renovables. Sin embargo en los últimos años los gobiernos de LAC han mostrado un interés en producir recursos energéticos a través de fuentes renovables.

LAC posee un potencial enorme de producción de energía hidroeléctrica, lo que ha llevado a cabo a una mayor inversión en las redes eléctricas. Las TICs nos proporcionan soluciones que permiten llevar a cabo una mejor gestión y control de estas redes.

Pero sin duda el mayor de los problemas a los que se ve sometido la distribución de energía en LAC son las pérdidas energéticas. En este campo las soluciones tecnológicas aportadas por las TICs han sido puestas en práctica en otros países, conduciendo a una disminución importante de estas pérdidas en sus redes.

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UNIDAD II

MEJORAS A NIVEL NACIONAL POR LA INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN EL SECTOR DE AGUA Y ENERGÍA

Objetivos de aprendizaje El objetivo de esta unidad es mostrar las diferentes soluciones tecnológicas que aportan las TIC a los sectores estratégicos nacionales del agua y la energía. Las redes de distribución de estos dos fundamentales recursos son de ámbito nacional, por lo que requieren de un enfoque global, que es el que se llevará a cabo en esa unidad.

Las TIC nos aportan una solución que permite llevar a cabo una gestión eficaz y de calidad de las redes de distribución, dicha solución es conocida como red inteligente o Smart Grid. En esta unidad conoceremos con más detalle cómo las SmartGrids son una perfecta solución para los problemas actuales que tienen las redes de distribución, así como una solución apropiada para las demandas de agua y energía en términos de calidad y cantidad, que habrá en el futuro.

El objetivo por tanto es que usted tenga una visión clara y concisa de qué suponen estas soluciones, cómo operan, qué elementos utilizan y qué beneficios aportan. Es ya conocido el costo inicial elevado que supone instalar dichas soluciones, pero las ventajas y el beneficio económico que esto supone, permite que en un tiempo razonable se recupere la inversión inicial realizada.

Después de esta unidad usted será capaz de: Identificar los aportes de las TIC a cada fase de los sectores hídricos y energéticos a partir del reconocimiento de las ventajas que ellas ofrecen Identificar cada uno de los elementos de los que se compone una Smart Grid para conocer los beneficios de su implantación, hacia una distribución de los recursos más efectiva, fiable, sostenible y de calidad.

Enumerar los beneficios económicos y ambientales que aportan las TIC a los sectores hídricos y energéticos a partir de la implantación de soluciones tecnológicas

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II.1. Introducción a la unidad Pregunta clave: ¿Conoce usted, cómo puede mejorar y revolucionar la gestión y la eficiencia de los recursos energéticos e hídricos a nivel nacional, mediante una estrategia TIC? Según Sánchez (2013), hoy en día las nuevas tecnologías, como las que sustentan el vehículo eléctrico, los smartphones o la comunicación Máquina a Máquina (M2M), han alcanzado un grado de madurez suficiente para integrarse en la estructura del sistema energético, provocando más su transformación que una mera evolución5.

Como se ha indicado, la región de Latinoamérica y El Caribe se encuentra en la actualidad en una situación de crecimiento económico y de calidad de vida de los ciudadanos.

Lo que ha supuesto una mayor demanda de calidad y eficiencia de dichos recursos en la región. Sin embargo las infraestructuras operativas actualmente presentan dificultades como: Gestión deficiente que deriva en la entrega de un producto de poca calidad.

Pérdidas energéticas importantes en las redes (hasta 45% en la de agua) con detección y reparación tardías.

Cortes en suministro prolongado, dejando a los consumidores sin agua y/o energía durante largos periodos de tiempo.

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Seguridad muy limitada en las redes y necesario un excesivo trabajo manual en las mismas, lo que aumenta el riesgo por accidente de los trabajadores.

Dificultad para adaptarse a la entrada de nuevos elementos a la red (Energías Renovables).

Encontrarse estos problemas a la hora de cubrir las cada vez más grandes demandas lleva a plantearse la incorporación de nuevas soluciones en dichas redes a nivel nacional. En el siguiente enlace, IBM España (2009) muestra que se acaba de mencionar.

Cómo crear una red eléctrica más inteligente Duración: 1.45. IBM España. (Productor). (2009). Cómo crear una red eléctrica más inteligente [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=shWDQEMq6Jw 5

http://www.fundacion.telefonica.com/es/arte_cultura/publicaciones/detalle/232

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Las TIC han ofrecido importantes aportaciones de calidad a otros sectores. ¿Podrán ayudar a resolver este problema?

El campo de la gestión de recursos hídricos y energéticos no ha escapado a los importantes aportes que proporcionan las TIC, las cuales han permitido el desarrollo de soluciones estratégicas que permiten gestionar y distribuir nuestros recursos energéticos e hídricos de forma que satisface las demandas actuales en dichos sectores por parte de sus consumidores, dichas tecnologías nos ofrecen las siguientes soluciones: Cartografía de los recursos mediante sistemas de teledetección y sensores.

Sistemas de gestión activa de la distribución (infraestructuras de conducciones inteligentes).

Sistemas de prevención y alarmas (gestion de inundaciones, gestión de pérdidas).

Sistemas de control activo del consumo (sistemas de medición, tarificación y ahorro).

Anticipación y respuesta a las perturbaciones de la red, gracias a los sistemas de control y prevención.

Adaptación a todas las opciones de generación y almacenamiento (Importante en el caso de redes eléctricas).

Posibilidad de participación activa de los consumidores, permitiendo un acceso a información sobre su consumo.

Ofrecimiento de energía de calidad, al disminuir las pérdidas.

II.2. Las Redes Inteligentes A partir de las diferentes soluciones tecnológicas que ofrecen las TIC aparece una solución global clave que engloba las prestaciones anteriores. Dicha solución se denomina Smart Grid o Red Inteligente, y aporta un valor clave en la eficiencia y control de la gestión integral de los recursos, así como mayor grado de automatización de los procesos para facilitar el control, mejorar la calidad y ahorrar tiempo. Las SmartGrids fueron concebidas en un principio para las redes eléctricas, sin embargo pueden ser utilizadas para otros recursos fundamentales, como es el agua, ya que ésta también hace uso de redes de distribución semejantes a la electricidad, como son las redes de abastecimiento y saneamiento. Además es fundamental recordar que el estudio, planificación y desarrollo de medidas concernientes a alguno de estos recursos ha de llevarse a cabo de forma conjunta con el otro, ya que existe una gran interdependencia entre los recursos hídricos y energéticos.

En esta unidad, las soluciones tecnológicas aplicadas a redes de distribución de recursos energéticos serán mostradas en redes eléctricas, aunque pueden ser empleadas en otros recursos energéticos como Petróleo, Gas,…

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Hemos visto que la solución IT SmartGrids aporta grandes beneficios a las redes de agua y energéticas pero: ¿Qué son las SmartGrids? ¿Qué tecnologías utilizan? ¿Qué beneficios aportan a la estrategia nacional de distribución de energía?

II.3. Las SmartGrids SmartGrid es un término que hace referencia a las redes de suministro de un recurso de forma inteligente.

Un proyecto Smart Grid aspira a desarrollar una red de distribución más eficiente y fiable, que mejore la seguridad y calidad del suministro de acuerdo a los requisitos de la era digital.

A grandes rasgos las smartgrids permiten gestionar la creciente complejidad de la red de un modo más eficaz y eficiente con los siguientes objetivos: Reducir las pérdidas energéticas.

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Incrementar el control y la visibilidad en todos los tramos de la red para prever mejor la demanda y corregir las deficiencias que puedan surgir en el menor tiempo posible.

Facilitar la conexión y operación de generadores de todos los tamaños y tecnologías (Redes Energéticas), combatiendo así el cambio climático sustituyendo los combustibles fósiles por energías renovables.

Reducir significativamente el impacto medioambiental de todo el sistema de suministro.

Proveer a los consumidores de una mayor información y opciones para seleccionar el suministro.

Mantener o incluso mejorar los sistemas actuales de fiabilidad, calidad y seguridad del suministro.

Mantener y mejorar los servicios existentes eficientemente.

Responder de forma inmediata a los problemas de suministro de la red.

Reducir costes de mantenimiento y gestión, así como evitar la construcción de nuevas infraestructuras.

Preparar la red para la implantación a gran escala de tecnologías de futuro como los vehículos eléctricos.

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Smart Grid Duración: 2.19. Gemalto TV. (Productor). (2013). Smart Grid - Spanish [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=H23lLbk0RLs La Comisión Europea define smartgrid como una “red eléctrica que puede integrar a un coste eficiente el comportamiento y las acciones de todos los usuarios conectados a ella —generadores, consumidores y aquellos que ejecutan ambas funciones— con el fin de asegurar un sistema eléctrico económicamente eficiente y sostenible con menores pérdidas y altos niveles de calidad y seguridad tanto del suministro como del personal”.

En otras palabras se trata de una nueva forma de gestionar de manera integrada las redes de distribución de agua y energía de una forma inteligente, es decir, mediante el empleo de las últimas soluciones tecnológicas en cada uno de los niveles de dicha red, y luego estos integrados de forma dinámica.

Las soluciones abarcan desde los sistemas de producción a los consumidores, pasando por los sistemas de distribución, manteniendo así una interconexión entre todos los agentes que conforman la red de aguas o eléctrica.

Una de las cosas que las smart grids proporcionan es la modificación de la cadena de distribución del sistema energético tradicional consistente en un centro de producción de energía que abastece de manera unidireccional muchos puntos de consumo.

Esta forma de distribución tiene un importante número de carencias y problemáticas que se ponen más que nunca de manifiesto ante la creciente necesidad de eficiencia y de ahorro energético.

Fuente: J. Fernández, «El futuro de la distribución eléctrica: Las redes inteligentes», mayo 2011

Figura 2.1. Esquema tradicional de distribución eléctrica

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Gracias a las Smart Grids ahora podemos hablar de un flujo bidireccional, el cual favorece la integración de las acciones que llevan a cabo los distintos agentes del sistema, tanto los consumidores como los generadores, los cuales se encuentran conectados a dichas redes como actores principales, posibilitando que el suministro eléctrico se produzca de manera eficiente permitiendo reducir las emisiones y el consumo de energía, optimizando el uso de las energías y favoreciendo la utilización de energías renovables.

También cabe destacar que, con el uso de las TIC en la gestión de la distribución de las redes de agua, saneamiento y energía, se implantan una serie de aplicaciones, las cuales posibilitan que la red realice operaciones de auto-sostenibilidad en tiempo real.

Dichas aplicaciones proporcionan una calidad del servicio energético gracias a la disminución de los tiempos en los cortes de energía, la mejora de la distribución de la energía eléctrica y generando un ahorro en los costes derivados del mantenimiento y el consumo.

Estos sistemas inteligentes permiten que se detecten de forma automática, en tiempo real, las deficiencias de la red. Los operarios conocen de forma inmediata si se están produciendo robos de energía, caídas de tensión, fallos en la red debidos a fenómenos naturales y cualquier otra disfunción que interfiera en el correcto funcionamiento de la red.

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De esta manera se asegura que los consumidores reciban un servicio de alta calidad, que permita en todo momento conocer el estado de la red para poder actuar tanto de forma preventiva como correctiva.

En las siguientes figuras podemos observar la estructura de una red de distribución de energía eléctrica y en otra de agua. Se puede observar que ambas redes quedan estructuradas de forma integrada, con sus diferentes fases de producción (captación en el caso del agua), distribución y consumo (hogares, industrias…). Asimismo se puede observar que a lo largo de la red tenemos dispositivos de control, los cuales son la esencia de las Smart Grids, que funcionan de forma integrada y eficiente.

Fuente: http://fernandez-ladrondeguevara-apivitoria.blogspot.com.es/p/smart-grids.html

Figura 2.2. Arquitectura de red eléctrica inteligente

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Fuente: http://www.ict-osaka.net/general/ninja-smart-water-grid

Figura 2.3. Arquitectura de red de distribución de agua inteligente El siguiente vídeo muestra un ejemplo de la combinación de Smart Grids y sensores para la monitorización del agua

Smart Water: Conservation with Smart Grids and Sensors Duración: 1.45. IBM Smarter Cities. (Productor). (2010). Smart Water: Conservation with Smart Grids and Sensors [Youtube]. Recuperado de https://www.youtube.com/ watch?v=eG5nfFclY24 Por otro lado, la implantación a escala global de soluciones TIC en las diferentes redes fundamentales de distribución y transporte de las ciudades nos introduce un revolucionario concepto, que es el de las Smart Cities o ciudades inteligentes:

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¿Qué entiende por Smart City o ciudad Inteligente?

Este concepto deriva de la implantación de smart grids en las distintas redes de distribución de una ciudad, permitiendo una gestión integrada de los recursos fundamentales de la misma (Electricidad, agua, gas, transporte, etc.). En este caso ya hablaríamos de un macro concepto de un dominio territorial extenso.

Fuente: http://meetingpointbyono.com/blog/category/ciudades-inteligentes/

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Figura 2.4. Arquitectura de red de distribución de agua inteligente (II) El siguiente vídeo muestra un ejemplo de los beneficios que tendrá para los ciudadanos la ciudad inteligente

Ciudad Inteligente Duración: 3.03. Cruz, G. (2014). Ciudad inteligente [YouTube] Recuperado de https:// www.youtube.com/watch?v=pP3diNWZd_E ¿Qué beneficios aportan las soluciones TIC a escala global en la gestión de las redes de distribución?

El siguiente vídeo muestra un resumen de estos beneficios.

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Smart Grids Explained Duración: 6.16. World Economic Forum. (Productor). (2011). Smart Grids Explained [Youtube] Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=N8jqbKd8hVg En los siguientes apartados se tratarán los aportes que proporcionan a escala nacional la implantación de las TIC en las empresas y organismos encargados de la distribución de los recursos hídricos y energéticos.

II.4. Gestión inteligente de recursos hídricos y energéticos Para plantear este tema sugerimos la siguiente pregunta: ¿Qué beneficios aportan las Smart Grids a la gestión de los recursos hídricos y energéticos?

Hasta ahora hemos analizado el significado de una Smart Grid y los objetivos por las que ésta se concibe; fundamentalmente para conseguir una gestión integral de los recursos hídricos y energéticos.

Cuando se habla de una gestión integral nos estamos refiriendo a la implantación de una serie de sistemas en la red que permitan una gestión de cada uno de los puntos que conforman la red, así como automatizar al máximo los procesos para facilitar el control, mejorar la calidad y ahorrar tiempo.

La aplicación de TIC permite optimizar la producción y distribución de agua y energía, gracias a la utilización de sensores en las líneas de transmisión y a una comunicación bidireccional entre suministrador y cliente, equilibrando la oferta y la demanda. De esta forma conseguimos convertir a la red distribuidora de agua o energía en una red inteligente o smart grid.

Las redes de distribución se componen de tres puntos fundamentales: Producción, captación en el caso de aguas.

Distribución y saneamiento (aguas).

Consumo.

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Las Smart Grids están conformadas por un número de tecnologías que nos ofrecen diferentes soluciones, que permiten una optimización y mayor eficiencia en la estrategia de cada uno de las distintas fases de las redes de distribución.

En los siguientes apartados analizaremos y mostraremos con ejemplos las ventajas que ofrecen la solución Smart Grid a cada una de las fases de la red de distribución.

II.4.1. Gestión de la Producción ¿No cree usted que podría reducirse la sobreproducción (o sobre extracción de agua) si tuviéramos una mayor certeza de la demanda que va a producirse del recurso?

En el caso de la fase de producción las TIC nos permiten mejorar notablemente: Los sistemas de planificación.

La integración de nuevas fuentes de energía (Para el caso de las redes energéticas).

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En cuanto a los sistemas de planificación, la gran ventaja que ofrecen las TIC en estos sectores es que permiten hacer unas predicciones bastante fiables sobre la demanda futura. Las organizaciones encargadas de la producción de agua y energía disponen ahora de información más fiable para realizar sus predicciones de demanda y así ajustar la producción a la demanda prevista, evitando así un déficit de consumo, lo cual repercute en costes para las empresas productoras.

Según Aguinsaca, B., Guamán, S., Pinos, X., Jaramillo, J. y Gómez, H. (2012) la Smart Grids poseen una integración de sensores, tecnologías de medición y esquemas de automatización en todos los niveles de la red6. Esto permite realizar una modelización de la demanda prevista para diferentes momentos, lo que supone un ahorro para las empresas productoras al disminuir las probabilidades de encontrarse con un superávit de energía.

El hecho de que se tenga un conocimiento más preciso de la demanda también supone una ventaja importante para las organizaciones que gestionan las redes de distribución, ya que estas cuentan con amplias plantillas de trabajado en campo, que se encargan de llevar a cabo trabajos de mantenimiento y construcción o ampliación.

Gracias a una estimación precisa y fiable de la demanda futura se puede hacer uso de un software para la gestión de mano de obra orientada a la demanda, los planificadores pueden optimizar por la creación de horarios de personal que en todo momento ajustarse lo más posible a las necesidades reales.

Otra de las grandes transformaciones que permite una Red Inteligente es la reducción de los picos de consumo, ya que cambia el concepto actual de “mantener disponible” la potencia (unidades de generación) a cada usuario aun cuando no la esté utilizando. Por existir en la REI (Red Eléctrica Inteligente) información bidireccional consumo-generación, solo estarán en operación cantidad de recurso necesaria http://www.scribd.com/doc/119316996/Gestion-de-la-demanda-de-energia-y-smart-grids-una-opcionpara-Ecuador 6

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en cada momento. Esto hace a la red más eficiente energéticamente y minimiza la inversión en los sistemas de generación. ¿Sabía usted que las TIC fomentan la incorporación de las energías renovables en las redes de distribución de energía?

Efectivamente las TIC nos ofrecen una solución que deja la puerta abierta a la incorporación de estas nuevas fuentes de energía.

Las fuente de energía renovable tienen la ligera inconveniencia de que generan la energía de manera intermitente, dependiendo de la potencia a la que estén funcionando, la cual es dependiente de factores externos (el caso de los molinos de viento, que dependen del viento que haya en cada momento).

Asimismo el facilitar de esta manera la incorporación de fuentes de energía renovable a las redes de distribución energética permite una reducción progresiva de las emisiones de elementos nocivos al exterior, al hacer un mayor uso de estas en lugar de fuentes que contaminan el medio ambiente.

Puesto que se prevé que la generación de electricidad mediante fuentes de energía renovables aumente considerablemente en los próximos años, esta solución es fundamental a la hora de adaptar una red ya existente a los nuevos tiempos, evitando así el arduo costo en tiempo y dinero que nos supondría la construcción de una red nueva.

El siguiente vídeo muestra la combinación inteligente de las energías renovables con las Smart grids.

Transition: renewable energy and smart grids Duración: 2.47. Vlaanderen in Actie. (Productor). (2013). Transition: renewable energy and Smart grids [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=3bVFqTkPs_8

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II.4.2. Gestión Inteligente del Consumo ¿Se imaginan que hubiera un sistema que en todo momento controlara las necesidades de energía y de los usuarios y ajustara la oferta de agua o energía a esa demanda?

Una de las grandes ventajas que nos proporcionan las Smart Grids es la lectura de datos y estado de ciertos factores en tiempo real. Estas soluciones nos permiten por tanto tener un control continuo de diversos puntos clave de la red, lo que nos permite proporcionar una solución rápida ante cualquier eventualidad.

Por otro lado estas tecnologías también permiten el control del consumo energético que se ha llevado a cabo durante un tiempo, lo cual es beneficioso para los usuarios, ya que tienen un mayor control del consumo de agua o energía que están realizando, procediendo a su optimización. ¿Existen algunos dispositivos de medidas que hagan uso de TIC?

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Sí, dichos dispositivos son conocidos como Smart Meters (SM), y representan la categoría de contadores inteligentes, mejorando de una forma notable los antiguos contadores analógicos. Dichos aparatos son utilizados por las utilities para comunicar información sobre facturación y el estado de las operaciones de suministro de agua o energía. Los sistemas de facturación, integrados dentro de los sistemas, son los encargados de determinar los costes asociados al consumo y al mantenimiento del servicio, con datos en tiempo real.

Los Smart Meters ocupan un papel central, ya que son los elementos que proveen los datos de todo lo que está sucediendo en la red, y que después se pueden utilizar con muy diversos fines.

Fuente http://www.ingenieria.unam.mx/~revistafi/ejemplares/V14N1/V14N1_art08.pdf

Figura 2.5. Ejemplo de Smart Meter de Oncor En este campo entra en juego un papel importante el concepto de Smart Grid como un flujo bidireccional, en que el consumidor entra a formar parte activa de la red.

Nos encontramos en una situación de interactuación entre los consumidores y las empresas encargadas de la gestión de las redes.

La tecnología de medidores inteligentes permite a las empresas de abastecimiento de agua y recursos energéticos realizar un seguimiento más preciso del uso a nivel del consumidor final, con el fin de implementar planes de tarificación del recurso.

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En el caso de las redes eléctricas, tenemos además una herramienta que proporciona un conocimiento continuo del consumo del recurso que se está llevando a cabo, dicha herramienta es conocida como AMI (Advanced Metering Infraestructure).

Una AMI consiste en un sistema de comunicación bidireccional que involucra diferentes Smart Meters (medidores “inteligentes”) y otros dispositivos de gestión de la energía, proporcionando a las compañías la capacidad de detectar problemas en sus sistemas y gestionar la demanda, con el fin de optimizar las operaciones, la gestión económica y los servicios al cliente, facilitando, entre otras cosas, información inmediata a los consumidores sobre cortes de suministro y calidad de la energía.

Contador inteligente

Termostato inteligente

Interfaz de un termostato inteligente

Fuente: http://www.dea.icai.upco.es/sadot/Comunicaciones/avanzadas/Smart%20grid%20-%20Jaime%20Boal.pdf

Figura 2.6. Dispositivos de una Advanced Metering Infrastructure (AMI) El siguiente video muestra una ilustración de cómo las diferentes medidas de consumo de una vivienda pueden ser controladas desde otros dispositivos (Ordenador, teléfono,…)

eKeeper, Medidor Inteligente Duración: 0.54. Fuente: Elaboración Particular. https://www.youtube.com/watch?v=tj_VlcnTCcA Adicionalmente la siguiente noticia muestra cómo se llevó a cabo, empezando de forma experimental, la instalación de Smart Meters en los hogares españoles, y cómo seguidamente se introdujo una ley que tiene por objetivo el implante de dichos medidores digitales en todos los hogares.

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Según la Fundación Telefónica, En España la empresa Eon comenzó en 2004 la primera experiencia de despliegue de la compañía de Smart Metering, concretamente en Torrelavega (Cantabria), donde se instalaron 950 contadores inteligentes. Se espera que Eon España haya instalado un total de 708.000 contadores antes del final de 2014.

Los contadores de Eon permiten conocer el consumo en tiempo real y la potencia efectiva que consumen los electrodomésticos en cada momento. Los servicios de telegestión asociados a los contadores permiten a los usuarios realizar modificaciones de contrato de manera rápida y eficaz y responder a las demandas de información en tiempo real.

En el año 2008, en España se publicó el Real Decreto 809/2006 que fija 2018 como el año en que los contadores inteligentes deberán haber sustituido a todos los contadores tradicionales De manera que en 2010 deberían haber quedado reemplazados el 30 % del total de equipos de medida; antes de final de 2012 el 50% de contadores, y entre 2013 y 2015 un 20% adicional. Aunque según el último dato disponible de la Comisión Nacional de la Energía correspondiente a 31 de diciembre de 2010, del total del parque de contadores afectados por el plan, que asciende a casi 28 millones, solo se habían sustituido un 1,4 % de los mismos, cifra muy alejada del 30 % fijado en la Orden ITC/3860/200730. Recuperado de Fundación Telefónica, 2013.

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II.4.3. Control de Procesos: SCADA Como se ha tratado en unidades anteriores uno de los problemas de las redes de distribución a los que se enfrentan en los países pertenecientes a la región de LAC son las denominadas pérdidas energéticas. Dichas pérdidas se traducen en una distribución deficiente de los recursos a lo largo de la red, viéndose el consumidor en una situación en la que recibe una energía de calidad limitada.

La supervisión a distancia de la gestión del agua y la energía se está convirtiendo cada vez más en un reto, y los suministros básicos, gobiernos e industrias buscan maneras de reducir las fugas del agua y las pérdidas energéticas, aumentar la eficiencia del agua y la energía, automatizar las lecturas de los medidores y controlar la calidad del producto.

Para llevar a cabo este objetivo las TIC nos proponen una solución basada en el software SCADA, o centros de telemedida y telecontrol.

SCADA es un software que permite un control y supervisión efectivos y fiables de los procesos industriales a distancia, encontrándose entre ellos los procesos que precisan de infraestructuras para llevarse a cabo, como es el caso del transporte y tratamiento de aguas o la distribución de energías.

Así mismo este sistema permite la automatización del funcionamiento de los diferentes procesos de la red, basándose en los diferentes datos obtenidos de los dispositi-

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vos de campo (sensores y actuadores). De igual manera provee de toda la información que se genera en el proceso productivo (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestión e intervención.

Los sistemas SCADA nos permiten las siguientes posibilidades: Seguir en todo momento la disponibilidad del recurso en la superficie y en la parte subterránea.

Supervisar la integridad de las redes de distribución y detectar las fugas del agua o pérdidas energéticas.

Medir el equilibrio del recurso (suministro, entrada y salida).

Supervisión de la calidad del producto en todo momento, en el caso del agua: pH, temperatura, niveles del oxígeno.

Supervisión de la contaminación de los recursos, sobre todo aplicable al agua (niveles de contaminación).

Recibir alertas en tiempo real desde el equipo de supervisión.

Supervisión y control de los equipos instalados a lo largo de toda la red.

Comunicación fiable y eficaz entre los diferentes miembros de la red. ¿Sabían que existe un sistema software que permite un control en tiempo real de lo que sucede en una red de abastecimiento o saneamiento de agua? El siguiente vídeo lo muestra de manera práctica

Water Treatment - SCADA- Plant-IQ Duración: 2.52. MmassaNY. (2009). Water Treatment – SCADA – Plant – IQ [Youtube].

Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=rj44AkHmVCo Duración: 5.45. Fuente: watch?v=ZSFdOjxB-1I

Elaboración

Particular.

https://www.youtube.com/

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¿Qué ventajas nos ofrecen los sistemas SCADA de cara a la gestión de deficiencias en la red?

Como hemos observado, los sistemas SCADA permiten un control fiable de la red de forma integrada, pero además estos sistemas nos ofrecen una solución muy eficaz para el control y reducción de las pérdidas energéticas en las redes de distribución, mediante la posibilidad de: Crear panales de alarma en los que se reflejen situaciones de pérdidas energéticas.

Generar registros de históricos de datos para su posterior análisis.

Permitir llevar a cabo la supervisión y el control remoto de la red, conociendo el estado de la misma pudiendo dirigir las tareas de mantenimiento y las estadísticas de fallas.

Posibilitar la visualización gráfica del comportamiento de los procesos monitorizados.

El flujo y uso de agua y energía es continuamente recogido en tiempo real y reportado a través del sistema SCADA a los centros de control y supervisión de la red, permitiendo una detección de una posible fuga o pérdida, llevando a cabo de manera instantánea las medidas adecuadas, aumentando así la eficiencia en la distribución.

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Fuente: http://people.etf.unsa.ba/~asalihbegovic/SCADA%20and%20HMI.html

Figura 2.7. Ejemplo de Pantalla vista por el operador mediante el uso de un sistema SCADA para el control de una red eléctrica

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¿Alguna vez han sufrido un corte de electricidad? ¿Cuántas veces nos hemos visto en la situación de que se produzca un corte del suministro de agua? ¿Cómo pueden ayudar las TIC en esta situación?

Los cortes de suministro son un problema común en el entorno latinoamericaEn pos de mejorar la calidad del servicio, se requiere limitar el tiempo de interrupción y cumplir con los estándares de calidad, que normalmente determinan comisiones dentro de cada país para adaptarse a sus circunstancias Ante una eventualidad de este tamaño, los sistemas SCADA nos proporcionan la posibilidad de actuar de manera rápida gracias a lo que podríamos denominar el análisis de corte de suministro hídrico o eléctrico.

El sistema SCADA permite un monitoreo en tiempo real de la situación que ocurre en la red, una vez localizada la avería también podemos obtener información detallada y precisa sobre la situación de dicha avería, con el fin de poder gestionar la reparación de forma efectiva determinando así cuál es el mejor método para actuar con el fin de minimizar el impacto en los clientes.

Asimismo las nuevas tecnologías también ayudan a asegurar que la recuperación de la electricidad se reanuda de forma rápida y eficiente después de una emergencia, y que, por ejemplo, devuelva la electricidad a los servicios de emergencia en primer lugar.

Aquí es donde juegan un papel importante los sistemas de información geográfica, los cuales permiten determinar de una forma precisa la ubicación de dicha avería. ¿Permiten los sistemas SCADA la integración con los sistemas de información geográfica, con el fin de proporcionar más prestaciones?

Sí, la integración más común del sistema SCADA que se lleva en la actualidad es la integración con los sistemas de información geográfica (GIS) y otras aplicaciones avanzadas.

Esta integración es lo que se conoce como sistemas DMS. Son sistemas de apoyo a la decisión que facilitan a los controladores de la red monitorizar y extraer la información necesaria de la misma, de una manera óptima.

Gracias a los sistemas DMS, se tienen datos a tiempo real sobre el estado de la red de distribución, permitiendo con ello detectar de manera rápida y eficaz las pérdidas que se producen durante la transmisión y la distribución.

PROYECTO ZEUS: IS DMS ELEKTRO - BRASIL Introducción: Realizado en asociación con Elektro, el proyecto prevé el desarrollo e implantación del nuevo Sistema de Gestión de Distribución (Zeus), que permitirá a la distribuidora gestionar sus zonas de operación de red, planificación, proyectos e ingeniería, además de ayudar a la empresa en el control de incidencias de la red, comunicadas por los clientes.

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Objetivo: Implementación de IS DMS ELEKTRO para saber en todo momento qué está pasando en la red, cuándo, dónde y cómo proceder para solventar el incidente lo más rápido posible.

Caso de estudio: El sistema Inteligente DMS de Indra está diseñado para la supervisión de la red de una manera segura y de confianza. Dicho sistema proporciona: Anticipación y soluciones para acciones planeadas y no planeadas.

Disponibilidad de herramientas técnicas y de gestión listas para ser utilizadas en cualquier situación de la red.

Integración del centro de supervisión con los sistemas que actúan en tiempo real.

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Gestión del capital de trabajo.

Se trata de una herramienta compleja y avanzada que permitirá a las empresas gestionar de manera eficaz y sostenible a nivel ambiental el funcionamiento y mantenimiento de sus redes de distribución, integrando las áreas operativas de planificación, proyectos e ingeniería.

Desarrollo, principales puntos: Sistemas de gestión alineados con los nuevos requerimientos de las Smart Grids.

Desarrollado con las últimas tecnologías con el fin de incrementar el rendimiento, estabilidad y escalabilidad.

Incrementar la calidad del servicio y reducción de costes.

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Principales Beneficios Gestión inteligente de las redes de distribución de energía eléctrica.

Aumento de la productividad y los beneficios.

Reducción de costes.

Mejora de los tiempos de respuesta a las peticiones de los consumidores.

Reducción considerable en las pérdidas energéticas gracias a una respuesta rápida y eficaz.

Fuente http://www.indracompany.com/mercado/latinoamerica/proyecto/1939. Recuperado de Indra Latinoamérica, 2014.

II.4.4. Gestión de Alarmas

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Estas imágenes sugieren unas consecuencias muy graves para la población de los alrededores. ¿Sabía que los sistemas SCADA disponen de un sistema que permite detectar este tipo de eventos antes de que se produzcan, disminuyendo considerablemente la posibilidad de que ocurran?

También es interesante destacar que los sistemas SCADA proporcionan un sistema de alertas, los cuales se activan cuando se llega a una situación que podría llevar a un desastre, en los casos más extremos, permitiendo una reacción anticipada y apropiada ante dicha situación.

Sobre todo estas utilidades aplican de forma considerable en la gestión integrada de los recursos hídricos, ya que en algunas ocasiones las redes de distribución de agua transportan cantidades importantes de agua, y cuya ruptura podría provocar unas consecuencias serias.

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El siguiente vídeo lo muestra:

Water Efficiency and Management Duración: 4.02. IBM Smarter Cities. (Productor). (2014). Water Efficiency and Management (Animated video) [Youtube]. Recuperado de https://www.youtube.com/ watch?v=PQYFRemQNWQ

II.5. Sistemas de Información Geográfica 56

Cuando hablamos del software SCADA, mencionamos la posibilidad de integrarse con los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Adicionalmente, los SIG aportan también unas soluciones fundamentales, sobre todo en lo concerniente a la gestión de la producción de los recursos hídricos.

Gracias al uso de los sistemas de información geográfica (GIS) para la gestión integral del agua, los cuales proporcionan información sobre datos espaciales contenidos en las bases de datos, se pueden realizar la planificación del uso de los recursos hídricos de los que se disponen.

Dado que los recursos hídricos son limitados, las autoridades encargadas del agua deben ser capaces de evaluar el suministro actual de agua con el fin de determinar cómo satisfacer las futuras demandas. Por tanto, la cartografía de los recursos hídricos es cada vez más importante para empresas de abastecimiento de agua.

Los sistemas de las TIC basados en radiocomunicación, tales como los sensores remotos, son una fuente importante de información sobre la atmósfera terrestre y las condiciones medioambientales. Las tecnologías de teledetección, junto con los sistemas de radiocomunicación por satélite, el sistema mundial de determinación de la posición (GPS) y el GIS han tenido un papel decisivo en la identificación de nuevas fuentes de agua dulce, la construcción de modelos de cuencas hidrográficas y el análisis de problemas medioambientales.

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II.6. Beneficios Económicos En este apartado se muestran cuáles son los beneficios desde un punto de vista económico que aporta las Smart Grids al ser implantadas en las líneas de distribución de los recursos hídricos y energéticos.

El coste de la implantación y desarrollo de Smart Grids es muy alto, ¿Cómo se puede traducir en beneficios económicos?

Efectivamente el coste inicial requerido para llevar a cabo una renovación e implantación a gran escala de los diferentes sistemas que se utilizan con el fin de hacer una red de distribución de agua o energía operativa es bastante importante.

El siguiente ejemplo muestra claramente el alto coste inicial que está dispuesta a asumir una empresa en la renovación de sus redes ya existentes.

Unión Fenosa invertirá en la región 202 millones en distribución eléctrica en cuatro años Según La Tribuna de Ciudad Real (2014) Unión Fenosa Distribución, la filial de distribución eléctrica de Gas Natural Fenosa, tiene previsto invertir 202 millones de euros en mantener y reforzar sus redes en Castilla-La Mancha durante los próximos cuatro años. Así lo ha comunicado recientemente la compañía en un encuentro ante la prensa en el que ha expuesto su plan de desarrollo de cara al futuro.

Renovación de contadores. Un aspecto en el Unión Fenosa Distribución centrará su mejora de infraestructuras de suministro es la renovación de sus contadores, con el fin de integrarlos en una ‹smart grid› o red inteligente. Los nuevos contadores inteligentes no sólo facilitarán su actual uso para la lectura de consumos, sino que facilitarán otras operaciones como altas, bajas, reconexiones o modificaciones de contrato de suministro. http://www.latribunadeciudadreal.es/noticia/Z8373D789-AC6D-4D80-683D0D778FA93A1C/20140627/fenosa/invertira/202/millones/distribucion/electrica/cuatro/a%C3%B1os En este ejemplo hemos podido ver que la compañía Unión Fenosa tomó la decisión de hacer una importante inversión para actualizar una parte de su red de distribución eléctrica (Contadores), con el fin de ir construyendo poco a poco una Smart Grid en Castilla La Mancha (España). ¿Cómo es posible que una entidad privada haya llevado a cabo una inversión tan importante? Debido al beneficio económico a largo plazo que generan las Smart Grids. A pesar de suponer un coste inicial bastante elevado, dichos costes se amortizarán en un plazo de tiempo razonable, seguido a continuación de beneficios.

Esta es una de las razones por las que el desarrollo de soluciones TIC se encuentra en una fase de implantación lenta en algunos países, debido al cambio de decisión que puede generar un desembolso tan importante.

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Los beneficios económicos que generan las soluciones Smart Grid a las estrategias nacionales son:

II.6.1. Beneficios económico para las compañías de producción Las Smart Grids poseen una integración de sensores, tecnologías de medición y esquemas de automatización en todos los niveles de la red7. Esto permite realizar una modelización de la demanda prevista para diferentes momentos, lo que supone un ahorro para las empresas productoras al disminuir las probabilidades de encontrarse con un superávit de energía.

Asimismo si una empresa de producción se encuentra en la situación de que la utilización de una fuente de energía alternativa le supondría mayor beneficio, las TIC le aportan una importante prestación en este aspecto, ya que permiten la integración de otras fuentes de energía a la red de forma sencilla y eficaz. Este beneficio es relevante sobre todo en productoras de energía eléctrica.

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Otra de las grandes transformaciones que permite una Red Inteligente es la reducción de los picos de consumo, ya que cambia el concepto actual de “mantener disponible” la potencia (unidades de generación) a cada usuario aun cuando no la esté utilizando. Gracias a la transmisión de la información de manera bidireccional a lo largo de las Smart Grids, sólo se proporciona suministro cuando es requerido, en tiempo real.

Esto hace a la red más eficiente energéticamente y minimiza la inversión en los sistemas de generación.

II.6.2. Beneficios económicos para las compañías de distribución ¿Sabía qué las compañías de distribución sufren importantes gastos debido a un control deficiente de los puntos de sus redes?

Quizá uno de los beneficios más importantes que pueden aportar la gestión integral de los recursos hídricos y energéticos facilitada por las TIC, a las redes de distribución es el control continuo en tiempo real del estado de la red, así como una respuesta automática ante discrepancias en la misma.

Esto se traduce en que cualquier tipo de alteración, ya sea en el suministro o en la red sea detectado y solucionado en un plazo de tiempo muy corto, lo que nos lleva a conseguir: Reducción de pérdidas en la red, en la medida de lo posible todo lo que sale de la fuente llega al consumidor. http://www.scribd.com/doc/119316996/Gestion-de-la-demanda-de-energia-y-smart-grids-una-opcionpara-Ecuador 7

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Suministro continuo, incluso aunque se deje de suministrar el recurso por parte del productor.

Mejorar la eficiencia en la utilización de los recursos.

Estas mejoras se traducen en un importante beneficio económico para las empresas distribuidoras ya que, al ver los usuarios que reciben un servicio eficiente y de calidad, aumentan su demanda. Por otro lado las Smart Grids permiten, a control remoto y en forma automatizada, la conexión y desconexión de líneas de transmisión y equipos generadores reduciéndose así el tiempo de fallo y los gastos asociados a la puesta en operación de los interruptores de protección de los mismos.

SÍNTESIS DE LA UNIDAD Las entidades encargadas de la gestión de los recursos hídricos y energéticos se han visto obligadas a buscar nuevas soluciones con el objetivo de llevar a cabo una gestión eficiente e integral de la distribución de sus recursos a los diferentes consumidores. Las TIC han demostrado ser una alternativa que resuelve estos problemas, gracias a l que comprende un conjunto de soluciones tecnológicas, denominada Smart Grid. Las TIC nos ofrecen soluciones para gestionar de forma fiable y efectiva las 3 fases de un recurso hídrico o energético mediante herramientas que permiten: Gestión de la producción, sobre todo en estimaciones de la demanda futura e integración de fuentes alternativas de energía en redes ya existentes (Eólica).

Control del consumo, mediante los denominados Smart Meters o controladores digitales que permiten un control preciso y en tiempo real del consumo que se está llevando a cabo, así como el estado de otros factores.

Control de Procesos, gracias a la solución SCADA que permite tener un control preciso del estado de los diferentes puntos de la red, obteniendo un abanico amplio de datos, así como sistemas de aviso de perturbaciones y/o cortes de suministro.

También señalar que, aunque el coste inicial de la implantación es importante, el beneficio obtenido a largo plazo es mayor que el coste inicial, gracias a múltiples ahorros derivados de las Smart Grids.

Por último recordar que la implantación de smart grids en todas las redes de distribución de una ciudad conduce al concepto cada vez más utilizado de ciudad inteligente o Smart City.

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UNIDAD III

MEJORAS A NIVEL SECTORIAL E INDIVIDUAL POR LA INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN EL SECTOR DE AGUA Y ENERGÍA

Objetivos de aprendizaje 60

El objetivo de esta unidad es hacer una descripción de las diferentes soluciones tecnológicas que aportan las TIC aplicadas en los sectores del agua y la energía, y a los consumidores de dichos recursos. En los tiempos actuales los recursos hídricos (abastecimiento y saneamiento) y los recursos energéticos se han convertido en un elemento fundamental para los ciudadanos de las diferentes naciones y una distribución de los mismos gestionada de forma adecuada y eficaz supone una ventaja fundamental en sus vidas.

Las TIC nos aportan una solución que permite llevar a cabo una gestión eficaz y de calidad de las redes de distribución, en esta unidad conoceremos con más detalle cómo las Smart Grids son una perfecta solución para las deficiencias de las redes de distribución que sufren los consumidores de los recursos hídricos y energéticos, así como una solución eficaz y fiable para el incremento de la demanda de dichos recursos en el futuro, recursos de calidad y de funcionamiento continuo.

Por otro lado también se expondrán las ventajas que aporta la implantación de TIC a los sectores de agua y energía en cuanto a la creación de un tejido empresarial relacionado con la comercialización de software y hardware que emplean TIC, y particularmente aquellos productos aplicables a la gestión de los recursos hídricos y energéticos.

El objetivo por tanto es que usted tenga una visión clara y concisa de qué suponen estas soluciones, cómo operan, qué elementos utilizan y qué beneficios aportan a: Los consumidores, sobre todo en qué sentido suponen una mejora en su calidad de vida.

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Las empresas del sector de las energías, cómo supone para dichas empresas una oportunidad de negocio rentable, lo que se traduce en un crecimiento de la riqueza del sector empresarial de un país.

Después de esta unidad usted será capaz de: Describir las ventajas que le ofrece a los ciudadanos la implantación de las TIC en los sectores de distribución de agua y energía de cara a mejorar los procesos y el rendimiento de los mismos.

Identificar nuevas aplicaciones tecnológicas relacionadas con el control del consumo de agua y energía para el beneficio de los consumidores, a partir de los ejemplos presentados en los materiales Describir 2 ejemplos de empresas que han obtenido un beneficio importante gracias a la implantación de las TICs en los sectores del agua y la energía.

III.1. Introducción a la unidad ¿Conoce usted, cómo puede mejorar y revolucionar la calidad de vida de los consumidores de recursos energéticos e hídricos, mediante una estrategia TIC? ¿Se le ocurre hasta qué punto pueden surgir oportunidades de negocio derivadas de la implantación de dicha estrategia?

En los últimos tiempos hemos entrado en lo que podríamos denominar era digital, en la cual las nuevas tecnologías han entrado a formar una parte fundamental de nuestras vidas, al ayudarnos de forma eficiente y revolucionaria a llevar a cabo nuestras tareas diarias, así como a simplificar aspectos esenciales de nuestra vida cotidiana. El proceso fundamental que ha permitido tales logros es la transmisión de información de un lugar a otro de forma rápida, efectiva y segura, lo cual es llevado a cabo por las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).

Esta revolucionaria forma de llevar a cabo nuestras tareas diarias ha coincidido también con un aumento considerable de la calidad de vida de las personas y de las nuevas oportunidades de trabajo, lo que ha llevado a un aumento considerable, sobre todo en la región de Latinoamérica y El Caribe, de la población en núcleos urbanos, disminuyendo de forma importante la distribución de población a lo largo de los países.

Debido a esto nos encontramos por tanto en una época en la que los sistemas hídricos y energéticos se enfrentan a enormes retos que le obligarán a dar soluciones en un nuevo contexto económico y social, y que deberá basarse en criterios de sostenibilidad que permitan un crecimiento duradero.

Los nuevos tiempos han llevado a que los consumidores de los recursos hídricos y energéticos demanden una distribución con las siguientes características: Tener acceso a una cantidad de agua de forma razonable, para todos los ciudadanos.

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Disponer de una red de saneamiento de calidad, que llegue a todos los hogares y que evacue las excreciones de forma efectiva.

Utilización de fuentes de producción de energía respetuosas con el medio ambiente.

Disponer de unas redes de distribución que fomenten un desarrollo sostenible y respeten el medio ambiente.

Disponibilidad de recursos de manera constante, para que los consumidores puedan hacer uso de ellos cuando sea necesario. Es decir, reducción de los cortes de suministro Como se ha indicado en la Unidad I, la región de Latinoamérica y El Caribe se encuentra en la actualidad en una situación de crecimiento económico y de calidad de vida de los ciudadanos. Lo que ha supuesto una mayor demanda de calidad y eficiencia de dichos recursos en la región. Sin embargo las infraestructuras operativas actualmente no son capaces de satisfacer las demandas de los ciudadanos, ya que presentan dificultades como: Gestión deficiente que deriva en la entrega de un producto de poca calidad.

Pérdidas energéticas importantes en las redes (hasta 45% en la de agua) con detección y reparación tardías.

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Cortes en suministro prolongado, dejando a los consumidores sin agua y/o energía durante largos periodos de tiempo.

Dificultad para establecer un control del consumo de los recursos en cada hogar, llevando así a un consumo mayor del necesario en muchos caso y por tanto una mayor cantidad de dinero a pagar.

Dificultad para que los usuarios puedan instalar sus propias fuentes de energía, y en caso de poder, funcionamiento deficiente.

Encontrarse estos problemas a la hora de cubrir las cada vez más grandes demandas lleva a plantearse la incorporación de nuevas soluciones en dichas redes. ¿Y cómo pueden ayudarnos las soluciones TIC en para resolver estos problemas?

Smart Grids, building the power grid of the future Duración: 1.45. Eléctrica. (SF). Smart Grids, building the power grid of the future. Recuperado de http://www.iberdroladistribucionelectrica.com/webibd/corporativa/iberdrola?IDPAG=ENSOCDISRED

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El vídeo expuesto anteriormente muestra un ejemplo de cómo podemos gestionar el consumo de los recursos hídricos y energéticos mediante la aplicación de nuevas tecnologías, que facilitan considerablemente dicha gestión.

Asimismo también hemos podido observar que las nuevas tecnologías facilitan las labores de las entidades encargadas de llevar a cabo la distribución de agua y energía a los diferentes puntos de consumo, esto lleva implícito que los usuarios recibirán un producto de mayor calidad, de forma eficiente y sin cortes excesivos del suministro, advirtiendo en toda ocasión cuando vaya a producirse uno. ¿Y la aplicación de estas tecnologías supone un beneficio económico para los usuarios?

La respuesta es afirmativa. Gracias a un mejor control del consumo podemos establecer y planificar cuánta agua y energía necesitamos para nuestras actividades cotidianas, en vez de consumir de una manera aleatoria y descontrolada, lo que lleva a un pago en ocasiones mucho más elevado del necesario.

Asimismo las soluciones Smart Grids nos proporcionan unos sistemas de medición (digitales) mucho más efectivos y fiables que los utilizados hasta la fecha (analógicos), dichos sistemas permiten obtener una medida del consumo mucho más precisa que la obtenida anteriormente, lo que puede suponer un ahorro en los consumidores.

Por otro lado una de las grandes ventajas que ofrecen las TICs en las redes de distribución es la reducción de las pérdidas en la red (fugas y pérdidas energéticas), lo cual es un problema importante actualmente en la región LAC. Esta reducción, sobre todo en la energía, supone un ahorro importante para los consumidores, ya que consumen todo lo que abonan, y no lo abonado menos lo que se ha perdido durante la distribución. ¿Y cómo se supone que la implementación de Smart Grids para la gestión de la distribución de agua y energía ayuda a la creación de un tejido empresarial?

La incorporación de las nuevas tecnologías a nuestra vida cotidiana ha supuesto la creación de un tejido empresarial totalmente nuevo, que se encarga de llevar a cabo la innovación constante y el desarrollo de dichas tecnologías, con el fin de mejorar la calidad de vida de la población. La implantación de TIC en las redes de distribución de agua y energía no escapa este fenómeno, ya que dichas TIC requieren de productos software y hardware para ofrecer los servicios que aportan.

En los siguientes apartados se analizarán con más detalle las ventajas que suponen para los ciudadanos las implantación de soluciones TIC en las redes de distribución de energía y agua.

Asimismo se expondrán brevemente las facilidades que supone para la creación de un tejido empresarial la implantación de TIC en los sectores de la gestión de recursos hídricos y energéticos, mediante dos ejemplos que ayudan a entender con más detalle dichas ventajas.

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III.2. Beneficios de las TIC en los consumidores de agua y energía El siguiente vídeo muestra un resumen del presidente de los Estados Unidos relatando los beneficios de las Smart Grids.

The Smart Grid: Creating Jobs, Saving Energy and Cutting Electric Bills

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Duración: 16.17. The White House. (Productor). (2009). The Smart Grid: Creating Jobs, Saving Energy and Cutting Electric Bills [Youtube]. Recuperado de http://www.whitehouse. gov/blog/2009/10/27/smart-grid-creating-jobs-saving-energy-and-cutting-electric-bills Como se ha indicado anteriormente, en este apartado se expondrá a muy alto nivel las diferentes ventajas que aportan a los consumidores finales la implantación de las TIC en las redes de distribución de los recursos hídricos y energéticos.

Como se detalló anteriormente las TIC aportan unos beneficios claves para una distribución de los recursos más efectiva, fiable, sostenible y de calidad. Las diferentes soluciones favorecen la, denominada en unidades anteriores, Gestión Integral de las redes, mediante lo que conocemos como Smart Grids.

En los tiempos actuales nos encontramos con que las nuevas tecnologías rodean nuestras vidas en prácticamente todas las tareas cotidianas, ya que los beneficios que han traído estas a dichas tareas son innumerables. La sociedad digital debe considerarse como una sociedad que supondrá importantes ventajas y beneficios para todos. En este sentido y en lo concerniente al sector del agua, las TIC representan un factor estratégico en el proceso de desarrollo de soluciones innovadoras para tratar los problemas los sectores hídrico y energético.

Desde un punto de vista de los beneficios sociales, las smart grids aportan los siguientes beneficios: El acceso universal al recurso, asegurando el suministro doméstico. Esto incluye a los sectores de la población más marginales.

Supone un estímulo para el reciclaje, reducción y reutilización del recurso, este beneficio aplica fundamentalmente al agua.

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Distribución a los consumidores de un producto de calidad, fiable y respetuoso con el medio ambiente, gracias a un sistema de transporte inteligente.

Reducción de los cortes de suministro, así como la duración de los mismos en caso de que se produzcan.

Permiten la participación activa de los consumidores, los cuales tienen acceso a información relativa a su consumo y pueden interactuar con la red reduciendo consumo o aportando energía a la red.

Prevención de desastres importantes asociados a las redes de distribución, mediante unos sistemas importantes de alarmas, que predicen con una fiabilidad alta cuando una catástrofe está a punto de ocurrir.

Introducción de la población al mundo de las tecnologías, los ciudadanos pueden ser conscientes de las ventajas que aportan las TICs a sus vidas cotidianas.

Posibilidad de instalar un sistema de generación (DER) en el domicilio particular, garantizando además un funcionamiento eficiente y de calidad del mismo, gracias a las soluciones que permiten una gestión eficaz.

Fomento de las energías renovables, lo que supone una reducción considerable de las emisiones de CO2.

Es evidente que la implantación de las Smart Grids en las redes de distribución supone una gran ventaja para los usuarios finales, en todos los aspectos reflejados arriba.

Es importante el hecho de que, gracias a las Smart Grids, se concibe al consumidor como parte integral de la red, gracias al concepto de bidireccionalidad que aportan las Smart Grids, frente al concepto de unidireccionalidad propio de las redes utilizadas hasta el momento. ¿Y las Smart Grids suponen un beneficio económico para los consumidores?

Sí, gracias a los nuevos sistemas de medición, de los que se detallará más adelante, se posibilita tener un control constante y fiable del consumo del recurso. Esto hace que los consumidores puedan planificar los consumes de manera más óptima, permitiendo así reducir los costes innecesarios que conlleva el hacer un consumo aleatorio y con poco control.

El siguiente video de UC3M. (2012), muestra el ahorro potencial en la factura del consumo eléctrico proporcionado por una plataforma TIC desarrollada por la Universidad Carlos III.

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Las TIC permiten reducir un tercio el consumo eléctrico Duración: 3.10. UC3M. (2012). Las TIC permiten reducir un tercio el consumo eléctrico [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=iB-BcYLGv8s#t=88 ¿Qué le sugiere la idea de hogar inteligente o Smart Home?

Hemos visto que las Smart Grids permiten una gestión integrada de las redes de distribución de los recursos eléctricos y energéticos. Este concepto básicamente se refiere a un control conjunto de todos y cada uno de los elementos que conforman la red de distribución.

Ese concepto podríamos extrapolarlo a un hogar, teniendo un control integrado de todos los elementos inteligentes de un hogar.

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Gracias a las nuevas tecnologías que han permitido un mayor control del consumo de recursos en un hogar, los ciudadanos han aprovechado esta ventaja para involucrarse más en dicho control, a diferencia de tiempos anteriores, en los que los ciudadanos no prestaban mucha atención, al no disponer de maneras sencillas para su control.

Este cambio es posible gracias a la existencia de medidores y sensores inteligentes en el hogar, y de aplicaciones que pueden ser configuradas para supervisar y utilizar la energía de un modo más eficiente. Esto facilita una gestión integrada e inteligente de los sistemas que tenemos en nuestro hogar: iluminación, sistemas de acondicionamiento de aire, equipos eléctricos, sistemas de alarmas de incendio, sistemas de seguridad y control de acceso, y sistemas de entretenimiento, entre muchos otros.

De la integración de estos elementos con las nuevas capacidades que ofrecen las TIC y, en particular Internet, nace el concepto de una casa u oficina inteligente: «Smart Home».8

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http://www.fundacion.telefonica.com/es/arte_cultura/publicaciones/detalle/232

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Fuente: http://www.fundacion.telefonica.com/es/arte_cultura/publicaciones/detalle/232

Figura 3.1. Diferentes ejemplos de soluciones Smart Home El siguiente vídeo muestra un ejemplo de la futura casa inteligente

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What is a Smart Home? Video Example of Smart Home Technology in Action Duración: 13.09. Smarthome Design. (Productor). (2012). What is a Smart Home? Video Example of Smart Home Technology in Action… [YouTube]. Recuperado de https:// www.youtube.com/watch?v=i73n-LTXPIM En los siguientes apartados veremos las diferentes tecnologías más reseñables de las Smart Grids y las utilidades que estas aportan, de cara a un mayor beneficio a los ciudadanos. Para ello expondremos las ventajas que proporcionan a los ciudadanos las TIC implantadas en cada una de las fases de la distribución de los recursos hídricos y energéticos: Producción, capación en el caso de aguas Distribución y saneamiento (aguas) Consumo.

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III.2.1. Gestión de la producción Como se expuso en la unidad II, una de las ventajas que aportan las Smart Grids es la posibilidad de integrar nuevas fuentes de energía de manera eficaz a las redes de distribución ya existentes. Gracias a esta posibilidad la integración de fuentes de energías renovables se hace más sencilla y permite por tanto percibir de dichas fuentes los beneficios que éstas aportan a la población, sobre todo en materias de reducción considerable de emisión de gases nocivos a la atmósfera.

En los últimos años algunos usuarios particulares, concienciados de las ventajas en el medio ambiente que supone la utilización de las energías renovables, han llevado a cabo la instalación de dispositivos en sus propios hogares que sirven para producir energía (sobre todo eléctrica) en pequeñas cantidades para satisfacer demandas concretas. Dichos dispositivos reciben el nombre de DER (Distributed Energy Resources) o Generación Distribuida.

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Fuente: http://www.synsolar.com/howSolarWorks.php

Figura 3.2. Ejemplo de una DER instalada en una vivienda ¿Entonces las Smart Grids permiten la integración eficaz de las DER en las redes de distribución?

Las redes inteligentes tienen la capacidad de integrar distintas fuentes de DER, ya sean grandes o pequeñas de una forma flexible. La mayoría de sistemas DER operan de forma paralela con la red lo que conlleva a la necesidad de contar con equipos para su interconexión con la red. Dichos sistemas de interconexión posibilitan que los DER:

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Operen en modo de energía primaria completando los picos de demanda de energía.

Aseguren el suministro eléctrico tanto por falla del DER como por caída del suministro, ofreciendo una reserva de energía y eliminando la redundancia del sistema.

Ofrezcan la oportunidad de exportar energía o prestar servicios auxiliares a otros mercados.

Mejoren la confianza del cliente en el sistema proporcionando una fuente de energía alternativa.

Aprovechen las estructuras tarifarias especiales.

Para llevar a cabo la integración de las fuentes de energía DER, se requiere de un paquete interconexión que evite que se realice la transferencia de energía sin fisuras.

Por ello que los sistemas de interconexión requieren del uso de productos de control y con gran capacidad de interconexión.

Para lograr esta transferencia de potencia sin fisuras son necesarios sistemas especiales de control, tablero de paralelismo, o interruptores de transferencia automáticos y relés de sincronización.

Los requisitos típicos para que transferencia se lleve a cabo sin problemas incluyen los siguientes: Un sistema de control de excitación de los generadores.

Un sincronizador para la transferencia de energía de manera fiable entre los generadores y la red.

Un interruptor de transferencia automática de control.

Control de las importaciones y exportaciones.

Capacidad de comunicaciones a distancia para gestionar los centros de control de forma remota.

Integrated Distributed Energy Resource Management Duración: 2.05. BPL Global. (Productor). (2011). Integrated Distributed Energy Resource Management [Vimeo]. Recuperado de http://vimeo.com/16298732

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El siguiente ejemplo muestra un plan de generación distribuida diseñado por el Instituto Costarricence de Electricidad (Costa Rica). Dicho plan consiste en un piloto llevado a cabo con el fin de fomentar la instalación de fuentes de generación de energía en los hogares de los consumidores.

Plan piloto de generación distribuida para autoconsumo Según el Grupo ICE, Costa Rica, El “Plan Piloto de Generación Distribuida para Autoconsumo” es un programa experimental, diseñado por el ICE y cuyo fin es motivar a sus clientes en la instalación de pequeños sistemas de generación distribuida, basados en fuentes renovables.

Este plan, cuenta con el doble propósito de estudiar las nuevas tecnologías y el efecto de la generación distribuida sobre las redes; además está circunscrito exclusivamente a la generación para autoconsumo, los créditos sólo se pueden aplicar para compensar el consumo, y no dan derecho a pago o compensación adicional. El costo de los sistemas de generación será asumido, en su totalidad, por el cliente eléctrico que participe, voluntariamente, en este Plan Piloto.

El cliente será el propietario del sistema de generación que instale y de los créditos de carbono que este genere. Recuperado de Grupo ICE

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III.2.2. Gestión del consumo ¿Mediante qué forma pueden los consumidores comunicarse con sus proveedores? ¿Qué son los contadores analógicos mencionados anteriormente?

Como se mencionó en la Unidad II, para realizar el control del consumo de los recursos hídricos y energéticos, las TIC proporcionan un sistema denominado Advance Metering Infrastructure (AMI). Dicho sistema consiste en una tecnología compleja que se basa en la integración de diversas tecnologías que permiten un nivel de conectividad inteligente entre los operadores de los sistemas de las compañías de servicios y los consumidores.

Los sistemas AMI a nivel de consumo, posibilitan que los medidores inteligentes comuniquen los datos de consumo a los usuarios. Estos Smart Meters se comunican con los distintos dispositivos que se encuentran en los hogares como son termosta-

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tos y controladores, permitiendo a los consumidores de los recursos, como se indicó previamente, realizar una gestión de su consumo eléctrico.

Asimismo las interfaces AMI proporcionan un nexo de unión entre la red, las fuentes de suministro y los consumidores.

Las siguientes imágenes y video muestran un ejemplo de cómo se podría llevar el control de los diferentes elementos electrónicos de un hogar desde un dispositivo móvil (Smartphone, Tablet,…).

71 Home automation vía mobile app Duración: 1.49. Euro i Stule. (Productor). (2013). Home automation vía mobile app [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=V2jpuggYX0c Como se indicó en la unidad II, las tecnologías que integran la solución AMI son las siguientes: Smart Meters Infraestructura de comunicación.

Home Area Networks (HAN).

Master Data Management Systems (MDMS). ¿Qué es un contador inteligente?

Un medidor/contador inteligente es un contador avanzado que identifica el consumo con mayor detalle que un contador convencional, y en la mayoría de los casos con opción de ser conectado por red al suministrador o a internet para las labores de gestión y facturación. Se pueden conectar vía cable RS232, Ethernet, USB o también pueden enviar su información de manera inalámbrica.

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Fuente: http://green.blogs.nytimes.com/2010/10/05/smart-water-meters-take-on-dubuque/?_php=true&_type=blogs&_r=0

Figura 3.3. Smart Meters para control de consumo eléctrico e hídrico La estructura general de los medidores mantiene los tres elementos principales de un contador como son el sistema de medida, la memoria y el dispositivo de información principal.

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¿Qué ventajas nos ofrecen los Smart Meters frente a los contadores tradicionales?

Podríamos nombrar las ventajas o características principales: Podemos saber cuál es nuestro consumo instantáneo y también el gasto acumulado.

Mayor precisión en la medida de consumo obtenida.

Gracias a ellos el consumidor puede acogerse a tarifas por horas.

Conexión remota con el dispositivo, podemos saber desde cualquier punto del planeta cuál es nuestro consumo.

Su aplicación retrasaría la compra de energía más cara, ya que ello implica la optimización de la energía generada, por lo tanto, su utilización promovería al mismo tiempo el uso de las energías renovables.

Estos contadores se basan en la suma de diferentes tecnologías, como los sensores en tiempo real, y es capaz de llevar a cabo notificaciones de disminución de la cantidad suministrada del recurso, o incluso cortes de suministro, así como monitorizar la calidad del recurso a consumir.

La infraestructura de comunicaciones de los sistemas AMI apoya la interacción continua entre la empresa, el consumidor y la carga eléctrica controlable. Para ello se deben emplear estándares de comunicación abiertos y bi-direccionales. Esta infraestructura posee el potencial necesario para servir también como la base para una multitud de funciones de red moderna más allá de AMI.

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¿Se imagina poder tener un control en todo momento del coste que lleva empleado en el consumo de agua y energía en su hogar?

Efectivamente, una de las soluciones que han aportado las TIC es la generación de diversos sistemas que permiten a las compañías realizar de una forma más eficaz y rápida la facturación del consumo de agua y energía llevado a cabo por los usuarios.

A partir de los datos obtenidos por los sistemas AMI y los Smart Meters, los sistemas de facturación, integrados dentro de los sistemas, son los encargados de determinar los costes asociados al consumo y al mantenimiento del servicio, con datos en tiempo real.

Gracias a ello los consumidores tienen acceso a su factura de manera casi automática, permitiendo llevar un control mayor sobre el gasto. ¿Y qué entendemos por Home Area Network?

Una HAN es una red de comunicaciones de corto alcance que conecta electrodomésticos y otros dispositivos en el entorno de una vivienda o edificio. Al combinar las HANs con la AMI, los consumidores podrán monitorizar su uso de agua y energía, a través de pantallas instaladas en sus domicilios, o programar sus termostatos en función del precio del recurso. En otras palabras es una red que nos permite la gestión integrada de los hogares, a nivel individual.

Dependiendo del tipo de punto de consumo al que nos estemos refiriendo, tenemos una HAN (Home Area Network), BAN (Building Area Network) o IAN (Industrial Area Network), dependiendo de si se trata de una vivienda individual, un edificio o una empresa, para gestionar todos los dispositivos inteligentes de una AMI, como contadores, termostatos, electrodomésticos, etc. En los siguientes apartados agruparemos las HAN, BAN e IAN dentro de la descripción de HAN. Entre las funciones de gestión de .la energía que los HAN incluyen, se destacan: Mostrar al consumidor a dónde va dirigida la energía que consume en el hogar y su coste.

Ofrecer capacidad de respuesta a las señales de precios basadas en las preferencias de consumo introducidas.

Fijar los puntos donde se limitan las acciones de control tanto a nivel de la utility como a nivel local dentro de una banda especificada por el consumidor.

Permitir el control de cargas sin la participación continua.

Ofrecer la capacidad de anulación por parte del usuario.

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Fuente: Estudio Sector Energético v2 MS

Figura 3.4. Componentes de una Home Area Network El siguiente vídeo muestra un ejemplo de la domótica eléctrica

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Una Casa Inteligente Con Control4 Colombia - Domótica Duración: 8.13 Valencia, S. (2010). Una casa inteligente con control4 Colombia –Domótica [YouTube].

Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=2COgZMEEHqg

III.2.3. Gestión de la distribución ¿Se imagina un abastecimiento continuo de agua, sin cortes de suministro o un sistema que verifique la calidad del producto que se recibe?

En la unidad II introdujimos la solución que aportan las TIC al campo de la gestión de la distribución. Dicha solución se concibió con los objetivos que buscan las empresas encargadas de la distribución de los recursos hídricos y energéticos.

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Reducir las pérdidas energéticas Actuación rápida y eficaz ante un corte del suministro del recurso Garantía de distribución de un producto de calidad Distribución efectiva y automatización de procesos En la búsqueda por solucionar estos objetivos se nos presentan los centros de tele medida y telecontrol (SCADA), los cuales, como se mencionó anteriormente, son sistemas de adquisición de datos y control de procesos de forma remota. Dichos sistemas ofrecen a los usuarios de los mismos las siguientes posibilidades: Crear panales de alarma en los que se reflejen situaciones de pérdidas energéticas.

Generar registros de históricos de datos para su posterior análisis.

Permitir llevar a cabo la supervisión y el control remoto de la red, conociendo el estado de la misma pudiendo dirigir las tareas de mantenimiento y las estadísticas de fallas.

Posibilitar la visualización gráfica del comportamiento de los procesos monitorizados.

Gracias a estos sistemas las entidades encargadas de la gestión de la distribución realizan un control exhaustivo de todos y cada uno de los puntos que conforman la red, ofreciendo los consumidores finales una garantía de que van a recibir un producto de calidad, es decir, sin ningún tipo de alteración extraña (por ejemplo contaminación en el caso del agua).

Por otro lado, puesto que prácticamente todo el recurso que se produce será consumido, gracias a la prevención y solución de los problemas acontecidos por las pérdidas energéticas, la magnitud de las tarifas de consumo de agua y energía de los hogares se verán reducida de forma considerable.

Por último estos sistemas SCADA permiten una detección temprana y actuación rápida y eficiente ante un posible corte de suministro del agua o la energía.

El siguiente video del Canal de CDP Internacional Ltda. (2011), muestra el proceso de actuación de los equipos ante un corte de suministro del abastecimiento de agua.

Uso de Equipos para detección de fugas de agua Duración: 2.52. Canal de CDP Internacional Ltda. (Productor). (2011). Uso de equipos para detección de fugas de agua [YouTube]. Recuperado de https://www.youtube. com/watch?v=ZPuZmrb9EXU

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III.3. ¿Qué beneficios aportan las soluciones TICs a la creación de un tejido empresarial? ¿Conoce usted cómo las TIC en los sectores del agua y la energía pueden aportar al desarrollo económico de una sociedad y de una nación?

Como se indicó al inicio de esta unidad, otro de los grandes acontecimientos que supone la implementación de las TIC en los sectores de agua y energía es la oportunidad que este política genera para la apertura de nuevos mercados de negocio, así como un fomento de algunos ya existentes, dentro de las naciones donde dichas implantaciones se llevan a cabo.

El gran desarrollo de la tecnología está gestando numerosos cambios en muchísimos sectores que, gracias a la implantación de nuevas y modernas formas de trabajo, están generando muchísimas oportunidades de negocio e innovación profesional.

Las soluciones mostradas anteriormente suponen una compleja red de soluciones hardware y software que funcionan de forma integrada y eficaz. Para el desarrollo de dichas soluciones se requiere de la existencia de empresas cuya dedicación y especialización sea la conceptualización, el desarrollo y la comercialización de dichos productos y servicios.

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Por ello un conjunto de 114 políticas llevadas a cabo por las naciones y/o las empresas gestoras de los sectores estratégicos del agua y la energía supone que este conjunto de empresas se encuentre frente a una demanda importante de los productos y servicios que ofrecen al mercado, viéndose por tanto en una situación de crecimiento económico que conlleva: Creación de riqueza económica en la nación.

Fomento de inversiones, tanto de ámbito nacional como capital extranjero.

Creación de puestos de trabajo, lo que se traduce en un aumento del bienestar social y fomento del consumo interno de los países Aumento del pago de cotizaciones, tanto por parte de los trabajadores como de las empresas, lo que deriva en un aumento de la riqueza de las administraciones públicas Podríamos enumerar, a muy alto nivel, los sectores se ven favorecidos por la implantación de TIC en los sectores de distribución de agua y energía: Empresas fabricantes de medidores digitales Empresas desarrolladoras e innovadoras de diferentes soluciones software como SCADA. Empresas de implantación y desarrollo de Energías Renovables

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Empresas desarrolladoras de sistemas de información geográfica.

Empresas inmersas en el desarrollo del coche eléctrico Empresas gestoras otras fuentes de energía como la hidroeléctrica (Presas) Empresas constructoras de los diferentes servicios necesarios para llevar a cabo la implantación de forma óptima de las soluciones.

Desarrolladores de aplicaciones para diferentes dispositivos (Smartphones), que buscarán el desarrollo de aplicaciones sencillas y eficientes para el control del consumo en los hogares El siguiente ejemplo muestra el nacimiento de una corporación, a partir de un centro de investigación (CEIT), con el objetivo de proporcionar soluciones a la gestión eficiente del agua. Este ejemplo ilustra la creación de una nueva entidad a partir de la implantación de TICs en la gestión del agua.

Conaqua: Nuevo spin-off de CEIT para aportar soluciones innovadoras en gestión eficiente de aguas urbanas e industriales Según el Centro de Estudios en Investigaciones Técnicas de Guipúzua (CEIT), La nueva compañía nace para aportar soluciones innovadoras en gestión eficiente de aguas urbanas e industriales, apoyada por la excelencia científico-técnica del equipo de investigadores de ingeniería ambiental del centro tecnológico.

Según el director del spin-off, Mikel Maiza, entre los recursos más importantes en los que apoya su nueva actividad, destaca “el respaldo de 30 años de trabajo en desarrollo de soluciones aportadas por dicho grupo en sistemas de gestión y tratamiento de aguas, tanto para entornos urbanos como industriales, en base a modelos matemáticos, simuladores avanzados y herramientas de optimización de proceso, componentes todo ellos que no están al alcance de cualquiera y que suponen, sin duda alguna, un gran factor diferenciador”, apunta Maiza.

En lo que respecta a los recursos técnicos, la nueva empresa de base tecnológica cuenta con laboratorios para realizar análisis convencionales y avanzados, plantas piloto para ensayos, así como las herramientas informáticas más avanzadas en diseño, desarrollo e implementación de simuladores de procesos.

Se trata del tercer spin-off relacionado con la consultoría e ingeniería del tratamiento de aguas que pone en marcha el centro tecnológico CEIT-IK4, tras los impulsados en 1996 con ATM, y perteneciente ahora al grupo Praxair, y Likuid, surgido en 2008, para el desarrollo y fabricación de membranas inorgánicas, que se encuentra en pleno proceso de expansión internacional con proyectos en Brasil, México, EE.UU. e India. Recuperado de CEIT, 2013

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CONAQUA Duración: 3.18. CEIT Researching Today, Creating the Future. (Productor). (2013). Conaqua [Youtube]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=VtrIo88GWYo#t=66

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El siguiente vídeo muestra el caso de la empresa española Wattio. Esta empresa desarrolla lo que se denomina Sistema Wattio, el cual consiste en una serie de sistemas inteligentes desarrollados por la misma empresa, para el control del consumo y la gestión de los electrodomésticos de los hogares, que actúan de forma integrada. El fin de esta solución es proporcionar a los usuarios una visión y control integrados de los diferentes dispositivos que se encuentran instalados en sus hogares. La introducción de las TICs en el mundo del sector eléctrico ha supuesto para esta empresa una gran oportunidad para comercializar sus productos y servicios tecnológicos.

Sistema Wattio Duración: 1.42. Wattio (SF). Sistema Wattio [Video]. Recuperado de http://www.wattio.com/sistema-wattio

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SÍNTESIS DE LA UNIDAD No han escapado a las revolucionarias novedades que ofrecen las TICs los sectores del agua y la energía, las cuales han visto el surgir de un número considerable de soluciones tecnológicas que suponen un nuevo concepto de gestión de las redes de distribución de los recursos hídricos y energéticos.

Los consumidores de estos recursos se han visto igualmente beneficiados con estas innovaciones gracias a una nueva forma de llevar a cabo el consumo de agua y energía. Gracias las TIC tenemos la gran ventaja de poder realizar un control eficaz, fiable y a tiempo real del consumo de estos recursos en nuestros hogares.

Al disponer de un mayor control del consumo, gracias a los Smart Meters, podemos planificar el consumo y evitar los gastos innecesarios, lo que supone un beneficio económico para nosotros.

Asimismo podemos tener un control a distancia de cada uno de los dispositivos de nuestros hogares gracias a los sistemas AMI, los cuales comunican los datos obtenidos de los medidores inteligentes a otros dispositivos de los usuarios.

Por otro lado las TIC permiten una integración de fuentes de energía en redes ya existentes de una forma eficaz y sencilla, esto ha permitido que algunos usuarios instalen en sus viviendas sus propias fuentes de generación de energía (DER).

Por último las TIC ofrecen una solución que permite un control eficaz de todos y cada uno de los puntos de una red de distribución, lo que deriva en una entrega de un producto de calidad a los usuarios y una reducción de las pérdidas energéticas y los cortes de suministro.

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UNIDAD IV

CONCLUSIÓN Y RESUMEN DE LO APRENDIDO

La región de Latinoamérica y El Caribe representa una de las zonas del mundo con mayor riqueza en lo referente a recursos hídricos y energéticos. Hemos podido ver que LAC posee más o menos el 31% del agua dulce del planeta y que posee un alto potencial para el desarrollo de nuevas fuentes de energía (Hidroeléctrica, eólica, geotérmica), así como unas altas reservas de las energías ya utilizadas, como es el caso de los hidrocarburos.

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Sin embargo nos encontramos en la situación que, a pesar de la abundancia de recursos de la región, no todos los sectores de la población tienen acceso a dichos recursos de manera razonable, es decir, un acceso sencillo que no requiera de grandes esfuerzos y recorridos para llegar a los mismos. Asimismo existen algunos lugares en los que el producto obtenido no cumple la calidad mínima necesaria para sus consumidores, como por ejemplo el caso de algunas poblaciones que reciben agua contaminada.

Otro factor fundamental en el proceso de gestión de los recursos hídricos y energéticos es la utilización de sistemas eficaces de medida de la cantidad de recurso circulante por la red, así como medida del consumo llevado a cabo por el usuario. Todas estas medidas se realizan a través de sistemas rudimentarios, que ofrecen poca garantía de la eficacia de los mismos, así como la necesidad de acercarse físicamente a dichos dispositivos.

Pero probablemente el problema más importante que sufren estos sectores en la región de LAC son las denominadas pérdidas del recurso a lo largo de las redes de distribución, ya sean fugas de agua o pérdidas energéticas.

Estas pérdidas pueden ser debidas a defectos técnicos de las instalaciones, así como sustracciones ilegales a lo largo de las mismas.

Las redes existentes actualmente en LAC carecen de sistemas que permitan el control eficaz de las redes y desemboca en no poder realizar una detección temprana de las perturbaciones que pueden ocurrir en las redes, así como una respuesta tardía ante las mismas, lo que también tiene como consecuencia en determinadas ocasiones que se produzcan cortes del suministro de agua y/o energía durante un periodo de tiempo importante.

En la región de LAC se ha producido en las últimas décadas una mejora considerable en el nivel de vida de los ciudadanos, así como un importante desarrollo económico

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en las diferentes naciones que integran la región, esto ha llevado a un aumento de la demanda de recursos hídricos y energéticos de calidad debido sobre todo al aumento masivo de la población urbana que ha habido en los últimos años, y la cual continua en aumento. De hecho se prevé que en los siguientes años la demanda de estos recursos aumente considerablemente y es evidente que las redes de distribución, tal como funcionan actualmente no lleguen a cumplir estas demandas de forma satisfactoria.

Por otro lado es importante resaltar que los recursos hídricos y energéticos, a pesar de tener fines diferentes, guardan una relación entre sí que obliga a proceder a la búsqueda de soluciones de sus redes de distribución de forma conjunta. Como hemos podido ver, los recursos energéticos precisan de agua para las diferentes fases de su ciclo (Producción, Distribución y Consumo), así como el agua necesita de recursos energéticos para llevar a cabo su distribución, control de calidad y la disposición de una adecuada red de saneamiento.

Una situación bastante alarmante que está ocurriendo en el mundo en general, y el LAC en particular, es el efecto de la contaminación de la atmósfera mediante la emisión de gases nocivos a la misma. Esta emisión es debida a las fuentes de energía mayoritariamente utilizadas, como es el caso de los Hidrocarburos (En LAC representan un 80% de las fuentes de energía utilizadas). Los diferentes gobiernos y organismos internacionales son conscientes de esta situación y están comenzando a fomentar el empleo de fuentes de energía alternativas, que permitan un desarrollo sostenible y no sean perjudiciales con el medio ambiente. LAC supone una región con un potencial ideal para el desarrollo de dichas fuentes de energía.

Hacia un nuevo modelo En los últimos años hemos visto la llegada de forma masiva de lo que es conocido como era digital, en la cual, entre otras, las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC) han penetrado en nuestras vidas de forma importante, ayudándonos en las tareas del día a día de manera eficaz, sencilla y de confianza.

Este revolucionario fenómeno ha supuesto una gran ayuda a los sectores más importantes de la sociedad para llevar a cabo una gestión de alto rendimiento y calidad, gracias a las diversas soluciones tecnológicas que se han ido desarrollando en esta era digital. Los sectores de la distribución de los recursos hídricos y energéticos no han escapado a estas innovadoras soluciones y las innumerables ventajas que ofrecen a los diferentes agentes que componen el sector.

Las TIC nos ofrecen un conjunto de soluciones diversas de cara a mejorar los procesos y el rendimiento de las redes, así como suponiendo un antídoto a los problemas más destacados de las redes de distribución de agua y energía.

Estas soluciones abordan un concepto fundamental en el campo de las redes de distribución, que es el de gestión integral, es decir, un control conjunto de todos y cada uno de los elementos de la red de distribución. Para ello nos ofrece una arquitectura de diferentes dispositivos y aplicaciones denominada Smart Grid o Red Inteligente.

Dicha solución ofrece un conjunto integrado de soluciones basadas en las TICs que permiten llevar a cabo de forma eficiente, de calidad, en tiempo real y de forma fiable los diferentes procesos que componen las actividades de la gestión y explotación de

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las redes de distribución de agua y energía en cualquier nación. Introducir el concepto de tecnologías inteligentes en este campo supone una nueva forma de ver esta gestión, la cual es llevada a cabo de una forma sencilla e integrada, dando lugar a un mayor rendimiento y eficacia de la misma.

Entre estas soluciones tecnológicas tenemos: Los Smart Meters o medidores inteligentes, para un control eficaz y a tiempo real del consumo realizado.

Sistemas AMI, interfaces que permiten la conexión de los dispositivos electrónicos con el exterior, aportando entre otras cosas el concepto de bidireccionalidad que poseen las Smart Grids, frente a la unidireccionalidad propia de las redes antiguas.

Sistemas SCADA, permiten el control global, así como de cada uno de los elementos que componen la red de distribución, permitiendo ver en todo momento, con datos fiables, el estado del proceso de distribución, así como las posibles perturbaciones que existan en las redes, Asimismo otorgando la posibilidad de una respuesta inmediata ante estas y en consecuencia una reducción de los posibles efectos que éstas pudieran causar.

Retos

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A pesar de lo anterior, la consecución de estos modelos de distribución de agua y energía no están exentos de retos, como habrán concluido a partir del contenido de este curso. ¿A qué retos nos enfrentamos?

Tecnológicos: brecha digital, sistemas de control, infraestructuras necesarias, etc.

Económicos: Financiación gubernamental y/o inversión privada en programas y proyectos de desarrollo e implantación de Smart Grids en las diferentes redes de distribución de agua y energía de los países de LAC.

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Culturales y sociales: capacitar tecnológicamente a la población y fomentar las TIC en los sectores hídricos y energéticos como método para reducir las desigualdades en el acceso a los recursos, la proporción de unos servicios de calidad, la reducción de la contaminación atmosférica y el aumento de calidad de vida de los usuarios, y para esto es la concienciación pública de la importancia de las TIC y el atraso que provoca la brecha digital.

Recomendaciones Finalmente, no queremos terminar el módulo sin proponer unas pautas o recomendaciones para que sean ustedes los protagonistas de este cambio en la gestión de los recursos hídricos y energéticos, en el que nos encontramos inmersos: Recomendación 1: Debemos potenciar el uso de las TIC como herramientas de ayuda al acceso razonable de la población a agua y energía de calidad, de forma continua, con el fin de satisfacer todas sus necesidades, tanto para vivir como para llevar a cabo sus tareas cotidianas. Gracias a la modernización de las redes de distribución podemos aumentar la calidad de vida de la población, así como avanzar un paso de gigante hacia el desarrollo sostenible. Empleando para ello, la difusión que ofrecen el diseño de páginas Web funcionales y atractivas junto con los nuevos canales de las Redes Sociales, a disposición del público en general.

Recomendación 2: Se debe conseguir el apoyo de los diferentes gobiernos, instituciones públicas y organismos internacionales hacia los proyectos de implantación y desarrollo de Smart Grids en las redes de agua y energía. Potenciar el papel de las instituciones públicas como responsables de una gestión adecuada de los sectores estratégicos de generación y distribución de recursos hídricos y energéticos a la población, en el cual dichas instituciones son las responsables de que llegue un servicio de calidad a los ciudadanos, y que gracias a las soluciones aportadas por las TICs se puede llegar a este objetivo.

Recomendación 3: fomentar la educación de los consumidores estos en el mundo de las TIC, con el fin de que conozcan todas y cada una de las diferentes prestaciones que pueden obtener gracias a la implantación de TIC encargadas de la gestión de los recursos consumidos en sus hogares. Asimismo facilitar una vía de comunicación de estos usuarios con las empresas encargadas de la distribución de los recursos hídricos y energéticos.

Recomendación 4: Realizar un anuncio público amplio de las soluciones TIC que se desean implantar y desarrollar en las redes de distribución de agua y energía, con el fin de que el sector empresarial especializado en la innovación, desarrollo y comercialización de las diferentes soluciones utilizadas en la modernización de las redes de distribución. De esta manera las diferentes empresas verán una oportunidad de negocio, de la que intentarán obtener beneficio mediante la incorporación al mercado de soluciones cada vez más eficientes. Asimismo supondrá la creación de un importante tejido empresarial, lo que se traduce en un aumento de la riqueza de las naciones y una mayor creación de puestos de trabajo.

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