Comunicación presentada al IV Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Eva Alcón Martín, Ingeniera Agrónoma, Directora Comercial, Swan Water Solutions
- Jesús Martín García, Ingeniero Agrónomo, Director de Sistemas, Esstec21
Resumen
El Proyecto “Marco Estratégico de Zonas Verdes Sostenibles e Inteligentes” permitirá obtener beneficios que reportarán directa e indirectamente en los Ciudadanos, en las Empresas Mantenedoras, en la Administración y en el Medio Ambiente. La implantación se realiza de forma secuencial e integradora, para una ciudad o para varios municipios de forma conjunta. Con herramientas tecnológicas, permitiendo una valorización de las Zonas Verdes. Interconectando las diferentes soluciones o Fases entre sí: telegestión del riego, sensorización y monitorización, RFDI, NFC, QR, etc.; comunicación, etc. Se propone una integración entre fases para la retroalimentación de la información entre ellas. A nivel base, se realiza la monitorización y control en cada Parque, parterre o jardinera. Obteniendo la información desde la identificación UNITARIA de los elementos inventariados (elementos verdes, mobiliario, luminarias, etc.), dándoles valor, permitiendo una actualización en tiempo real mediante un software de gestión. Se utilizan redes de sensores inalámbricos para medir parámetros del terreno, de la planta y del entorno y tomar las decisiones adecuadas para optimizar la vegetación, mejorar la gestión, los recursos empleados, el confort y la biodiversidad. El objetivo con esta integración, es obtener una mejor utilización de los recursos y ahorrar en sus costes, como por ejemplo lograr ahorros superiores al 40% en el uso del agua, 5% en los consumos de energía o más del 10% en costes de las labores de mantenimiento.
Palabras clave
Zonas Verdes Sostenibles, Ahorro Agua, Ahorro en Gestión, Telegestión GPRS, Sensores Arbolado
Introducción
¿Qué tienen en común todos los sistemas de Ciudades Verdes e Inteligentes?
Todos ellos, promueven:
- Un desarrollo sostenible.
- Un incremento de la calidad de vida de los ciudadanos.
- Una mayor eficacia de los recursos disponibles.
- Una Participación Ciudadana Activa.
- Una racionalidad del gasto que producirá un ahorro económico global.
Los Proyectos de Zonas Verdes Inteligentes, nacen de la necesidad de mantener una armonía entre estos aspectos y ser un instrumento para mejorar y garantizar la calidad de vida de los ciudadanos de hoy y del futuro.
Pero la realidad, es que hoy, esa “armonía” no se produce. Existen múltiples soluciones para diferentes problemas, la mayoría de estas soluciones con tecnologías distintas, con alto grado de eficiencia para cada fin en concreto, pero son islas en un mar de información, sin interconexión entre ellas.
El Proyecto “Marco Estratégico de Zonas Verdes Sostenibles e Inteligentes” que promueve SWAN y ESSTEC21, consiste en que, partiendo de un diagnóstico de la situación de las Zonas Verdes de una Ciudad, de las debilidades y fortalezas tanto del valor de su “Potencial Verde” como de las Tecnologías aplicadas o en desarrollo, proponer un Marco Estratégico Común que denominamos “Marco Inteligencia Verde” Donde todos los sistemas se interconecten, retroalimentándose entre sí, y pudiendo conocer en tiempo real que ocurre en nuestro Patrimonio Verde y poder marcar objetivos estratégicos de mejora y alarmas para la resolución óptima de problemas.
El proyecto: “marco estratégico de zonas verdes sostenibles e inteligentes», “Marco Inteligencia Verde”
El Plan o Proyecto propuesto parte del estudio de la situación de partida de cada uno de los Parques y Zonas Verdes de la Ciudad, análisis de la información y diagnóstico de oportunidades, necesidades y carencias observadas.
Tras el diagnóstico se establecen los objetivos de forma global, con la proyección de un Marco Estratégico que permite secuenciar en el tiempo la ejecución de su implantación (Fase1, Fase2, Fase3, Fase4, etc.), pero que optimiza las operaciones realizadas para alcanzar cada una de ellas. De forma, que todo lo ejecutado sirva para ampliar, permita actualizar de forma rápida y precisa y valga para la consecución de ese Plan o Marco Estratégico de forma eficiente. Así se optimizan costes, se aprovechan sinergias y con los beneficios y ahorros obtenidos se puede planificar la ejecución de los siguientes objetivos o Fases contenidas en el Proyecto.
Para cada una de las Fases, se selecciona la mejor solución ajustada a la casuística de las Zonas Verdes estudiadas, basada en el conocimiento integral de la Gestión de las Zonas Verdes y de la aplicación de las Tecnologías que, resuelven problemas, optimizan la gestión de recursos y mejoran el Patrimonio Verde de la Ciudad. Los sistemas son escalables y de fácil integración en la Red de Soluciones que se intercomunican.
Las tecnologías aplicadas por Swan-Esstec21, son sistemas abiertos, de fácil y seguro: diseño, instalación, mantenimiento, comunicación e implantación. Por lo que la respuesta a los problemas es rápida y eficiente. Permitiendo un mejor gobierno y control del servicio y repercutiendo de FORMA RÁPIDA, en ahorros en la Gestión de Recursos y del Mantenimiento de las Zonas Verdes y en una mejor calidad de vida para los ciudadanos. Como ejemplo de los sistemas utilizados, se muestran algunas de las soluciones de gestión inteligente del Patrimonio Verde, que se integrarían en el proyecto de Marco Estratégico de Zonas Verdes Sostenibles e Inteligentes.
Fases o sistemas inteligentes:
- Telegestión del riego (2G, 3G, futuro 5G)
- Sensorización y monitorización (RFDI, QR, NFC)
- Comunicación
Estas Fases, se pueden implementar secuencialmente dentro del Marco Estratégico, para alcanzar los Objetivos de Mejora directos de las zonas verdes (ahorros de agua, de energía y de la gestión del mantenimiento, así como mejor imagen de las zonas verdes); y los objetivos transversales como mejora de la Salud de los ciudadanos, fomento de la Biodiversidad, lucha contra el Cambio Climático, mejora de la Imagen de la Ciudad, fomento del Turismo, etc.
Los beneficios de la implantación de los Sistemas de Gestión Inteligente mencionados que se incluyen en el Proyecto “Marco Inteligencia Verde”, se resumen en la imagen.
Telegestión de Riego
Optimizar la gestión del riego debe alcanzar a los grandes parques y a cada uno de los pequeños elementos vegetales que componen el patrimonio verde de la ciudad.
La optimización del uso del agua es uno de los principales objetivos en los que se están desarrollando los sistemas inteligentes de gestión, para ello es preciso el conocimiento de la situación actual del riego, con el fin de poder analizar y dar la mejor solución.
Los sistemas de riego implantados deben adaptarse a las nuevas Tecnologías del Internet de las cosas (IoT).
Es recomendable realizar pruebas piloto como laboratorio para la implantación en toda la red verde.
La combinación del control inteligente del uso de agua y sistemas de Riego que optimicen este recurso, incrementan la efectividad de la solución
El Proyecto “Marco Inteligencia Verde” pretende fomentar de manera conjunta la eficiencia en la gestión de recursos y servicios con el apoyo de las nuevas herramientas tecnológicas. La integración de sistemas de riego más eficientes e innovadores (como los riegos subsuperficiales por capilaridad) unidos a los sistemas de telegestión de riego permite potenciar el uso racional del agua, generando ahorros de este recurso hasta un 40 % respecto a los sistemas tradicionales de riego.
Los sistemas más frecuentes en telegestión de riego, se basan en la centralización de cajas de control o programadores de actuación aislada. Los cuadros centralizadores se conectan a la nube y desde un ordenador se gestiona el riego.
Una de las soluciones de telegestión propuestas dentro del Marco Inteligencia Verde, que se adapta a todas las instalaciones de riego existentes, que cuenten con una sectorización con electroválvulas, consiste en la instalación de Programadores de riego con tecnología IoT, en las propias arquetas. La información sube desde la misma arqueta a la nube y desde un ordenador, tablet o móvil se gestiona el riego.
Estos programadores inteligentes, ejecutan fielmente múltiples programas de riego de forma local, registran todo lo que sucede (datalogger), avisan de cualquier incidencia (alarmas). Diseñados para ambientes agresivos, completamente estancos, sin pantalla ni teclado, ya que se programan fácilmente a través de Bluetooth (BL 4.1) y de internet, desde un smartphone, con la app móvil web.
Los programadores se pueden introducir en las arquetas y se comunican con diferentes dispositivos, electroválvulas, sensores, caudalímetros, etc. subiendo la información a la nube, y se gestionan a través de un software de gestión.
Estos sistemas han sido instalados en zonas verdes de ciudades como Coruña, Oviedo y Vigo (Referencias de Telegestión de Riego con Orionis [página 4]).
Sensorización y Monitorización
El Proyecto “Marco Inteligencia Verde” propone otras Soluciones para obtener Zonas Verdes Sostenibles e Inteligentes, que se puedan gestionar de forma integrada con otras soluciones como la Telegestión de Riegos. Siendo esta la estrategia para la optimización de costes en la Gestión del Mantenimiento y de los Recursos y que se traduce en unos Parques de mejor calidad ambiental y paisajística que valoriza el patrimonio de la ciudad y la calidad de vida de los ciudadanos.
La instalación de sistemas de identificación física de elementos de forma inequívoca con su identificación en un inventario SIG, y con la integración con software de gestión, puede permitir una actualización de inventarios cada vez que se interactúe con el elemento (podas, recortes, siegas, destoconados, reparaciones de juegos infantiles, mobiliario urbano, etc.); facilitar las labores de inspección; optimizar rutas de trabajo…
El sistema por radiofrecuencia precisa de tags RFID y lectores RFID:
- Mediante los tags RFID se etiquetan todos los elementos que se desee en el parque, esto permite que todos los objetos estén ubicados y se registre el movimiento que se realiza con ellos.
- Gracias a los lectores RFID podemos detectar cada objeto del Parque, cuánto tiempo lleva allí, si ha tenido mantenimiento, reparaciones o no, etc.
A este sistema hay que unirle un software adaptado para la gestión del Parque.
La integración de estos sistemas, gestión de riego, gestión de sensores, planificación de trabajos de mantenimiento, permite marcar avisos, alarmas, que anticipa las actuaciones, optimiza rutas y servicios y ahorra recursos. Además, al tener información a tiempo real, mejora la seguridad de los parques y por ende, la calidad de vida en la ciudad.
De esta manera, al optimizar los tiempos en gestiones administrativas, reduce costes en el mantenimiento.
La actualización por el equipo de poda de las labores realizadas a un árbol de forma inmediata permite dar respuesta a incidencias en menor tiempo, y tener un inventario del arbolado actualizado.
La mejora del conocimiento en tiempo real de los elementos de mobiliario urbano facilita por ejemplo solicitar piezas de repuesto de forma más rápida, da garantía al ciudadano de seguridad de los juegos infantiles y ante cualquier incidencia permite una respuesta entre distintas áreas o servicios.
Comunicación
En unas fases más avanzadas (comunicación) se pueden dar rangos de valor a las mediciones a modo de indicadores de calidad: calidad de mantenimiento, calidad ambiental, calidad de sombras, confort del Parque, etc. pudiendo medir este valor en cada Zona Verde, sirviendo de diagnóstico para proyectar nuevas zonas más adaptadas a las necesidades reales. Generando las bases de parámetros actualizados para crear softwares de soporte de decisiones (DSS) que apoyan la toma de decisiones de directivos, en el Nivel Estratégico.
Así mismo se puede interactuar con los ciudadanos, acceso a páginas de valoración de satisfacción, de incidencias, o de nuevas propuestas para las zonas verdes.
Se pueden crear rutas botánicas, rutas por jardines históricos de forma interactiva con los elementos, como nueva atracción turística y de ocio.
La medición de ciertos parámetros nos permitirá determinar, la huella de carbono de las tareas de mantenimiento y como optimizarla; el efecto sumidero de CO2 de los árboles; la Huella hídrica del parque, etc.
Grado de impacto esperado
Las ciudades dispondrán de una base de datos de conocimiento donde se integrará toda la información relevante para la gestión unificada e interrelacionada de los inventarios, activos, incidencias, actuaciones, planificaciones, eventos, etc. que se producen en las zonas verdes de la ciudad, con el fin de disponer de una visión integral de la misma orientada al concepto de Ciudades Inteligentes.
La explotación de la información contenida en esta base de datos de conocimiento se realizará desde diferentes ópticas:
- Operativa. Obtención de información acerca del seguimiento, gestión y control de los Servicios públicos urbanos por parte del personal técnico y directivo de los distintos Ayuntamientos que integran el Proyecto Marco Inteligencia Verde. Esta información constituirá la base para la generación de diversos tipos de informes y documentos.
- Histórica. Consulta del estado de la ciudad en diferentes períodos y atendiendo a una serie de parámetros en relación con los Servicios públicos urbanos. Una de las funcionalidades exigibles será la de comparar diferentes estados de la ciudad para obtener tendencias a corto, medio y largo plazo.
- Predictiva. Creación de modelos predictivos para simular la situación de la ciudad si concurriesen o se produjesen una serie de acontecimientos, incidencias, riesgos, impactos, etc., lo cual permitiría evitar situaciones no deseadas o reducir el impacto por la ocurrencia de riesgos conocidos y cuantificados.
Resumen y conclusiones
El Proyecto “Marco Inteligencia Verde” potencia la integración de los distintos sistemas inteligentes de las Zonas Verdes de la ciudad porque mejora la utilización de los recursos limitados, como el agua y la energía, permite el conocimiento actualizado de los elementos que componen la ciudad, optimizando las labores de mantenimiento, los costes de la Administración y mejora la calidad de vida de los ciudadanos.
El avance tecnológico y la correcta planificación del Verde de las ciudades deben ir a la par. Queda mucho por hacer en las ciudades en el sentido de la Sostenibilidad Medioambiental, optimización de los sistemas de riego, captación del agua de lluvia, planificación del arbolado que compone las ciudades y sus planes de gestión, fomento de la biodiversidad, creando corredores verdes, cubiertas verdes, más espacios ajardinados con criterios de sostenibilidad económica, social y medioambiental, que embellecen las ciudades pero que a la vez beneficia el ecosistema urbano, atenuando temperaturas, absorbiendo CO2, produciendo oxígeno y humedad ambiental.
Una integración de sistemas como la Telegestión de riego, con otros como la Sensorización y Monitorización de plantas, entorno, suelo, clima, mobiliario, juegos infantiles va a permitir que ambos sistemas interactúen. Permitiendo mejorar el conocimiento actualizado de las zonas verdes, que facilita la planificación y gestión de estas, optimizando recursos, medios humanos y materiales y revalorizando el Patrimonio Verde de la Ciudad. Permitirá diagnosticar, predecir y mejorar, para alcanzar los objetivos establecidos en el “Marco Inteligencia Verde».
El Proyecto incorpora sistemas o soluciones inteligentes que se integran y se relacionan entre sí, permitiendo Beneficios, como los 25 que se indican en el cuadro que exponemos a continuación.
Agradecimientos
A Emilio Prado, Ingeniero Agrónomo y Consultor en Ciudades Inteligentes por su colaboración en la elaboración del Proyecto Marco Estratégico de Ciudades Verdes Sostenibles e Inteligentes.
A Antonio Malvido, Ingeniero Industrial, Director de Tecnología de Orionis Smart Water por su colaboración en los sistemas de Telegestión de Sistemas de Riego.
Referencias
- Referencias de Telegestión de Riego con Orionis (página 4)
- Proyecto piloto A Coruña CSC-RI. Sistema de Telecontrol de riego Inteligente en parques y jardines integrado con la plataforma Coruña Smart City
- Proyecto para futura integración con Smart City Oviedo. Sistema de telecontrol de parques y jardines de toda Ciudad de Oviedo
- Proyecto Piloto Vigo Smart-Street. Piloto de riego Humanización calle García Barbón