De la lectura de contadores desde el vehículo a una empresa de servicios públicos conectada: AMR o AMI, ¿cuál elegir para la medición inteligente?

Todas las empresas de servicios públicos dependen de datos de consumo precisos. Los proveedores de agua, gas, electricidad y energía de distrito deben determinar cuánto consume cada cliente para poder emitir facturas, controlar la demanda, detectar problemas y planificar la infraestructura. 

Para una pequeña empresa de servicios públicos, recopilar esta información puede ser manejable. Sin embargo, para una gran ciudad, cientos de miles de medidores pueden estar distribuidos en hogares, edificios comerciales, instalaciones industriales, pozos subterráneos, salas de máquinas y sitios remotos. 

Las empresas de servicios públicos suelen utilizar una de dos arquitecturas de medición: 

• Lectura automática de contadores, o AMR 

• Infraestructura de medición avanzada, o AMI 

Ambos métodos reducen la necesidad de inspeccionar los contadores manualmente. La principal diferencia radica en cómo los datos llegan a la compañía eléctrica. 

AMR aún requiere que un empleado o un vehículo se acerque al medidor. AMI utiliza una red de comunicaciones desplegada permanentemente para recopilar datos automáticamente. 

Para las empresas de servicios públicos pequeñas o de baja densidad, la lectura automática de contadores (AMR) puede ser un primer paso económico para dejar atrás la lectura manual. Para una gran ciudad que gestiona cientos de miles de contadores, la medición inteligente de contadores (AMI) suele ofrecer un mayor valor operativo y financiero a largo plazo. 

Las pasarelas y sensores LoRaWAN® de TEKTELIC para la medición inteligente proporcionan componentes básicos prácticos para la infraestructura de medición avanzada (AMI), ayudando a las empresas de servicios públicos a conectar contadores, detectar fugas, mejorar la cobertura y transferir datos de edificios y vecindarios a aplicaciones centrales.

¿Qué es la medición inteligente? 

La medición inteligente utiliza dispositivos electrónicos para medir y registrar el consumo de recursos como: 

• Electricidad 

• Gas 

• Agua 

• Distrito de calefacción y refrigeración 

• Otros servicios públicos medidos 

Los contadores tradicionales solo se pueden leer una vez al mes. Los contadores inteligentes pueden recopilar datos con mayor frecuencia y comunicarlos electrónicamente. 

Esto permite una facturación más precisa, una mejor gestión de la demanda, una identificación más temprana del consumo anómalo y un mayor conocimiento de los patrones de uso. 

Según el sistema, los contadores inteligentes también pueden admitir la comunicación bidireccional. Las compañías eléctricas pueden usar esta función para la configuración remota, la detección de cortes de suministro, el control de la carga, los programas de precios y las notificaciones a los clientes. 

Por lo tanto, la medición inteligente cambia la finalidad de los datos de los contadores. En lugar de servir únicamente para la facturación, la información también puede contribuir a las operaciones, la conservación, el servicio al cliente y la planificación de infraestructuras. 

AMR: Automatizando la lectura, no la ruta. 

La lectura automatizada de contadores es generalmente un sistema de comunicación unidireccional. 

Cada medidor está equipado con un módulo de radio. Un empleado de la compañía de servicios públicos recorre el área de servicio en vehículo o a pie con un receptor móvil. Cuando el receptor se encuentra dentro del alcance, recopila información como: 

• Identificación del medidor 

• Consumo acumulado 

• Estado del medidor 

• Información de alarma limitada 

Los datos se almacenan en un sistema portátil o instalado en un vehículo y posteriormente se transfieren a la plataforma de facturación o de datos de medición de la compañía eléctrica. Algunos sistemas cargan los datos de forma continua mediante conectividad celular, mientras que otros lo hacen una vez finalizada la ruta. 

Un sistema AMR típico incluye un medidor, un módulo de radio, un receptor móvil, un software de gestión de rutas y una interfaz con el sistema de facturación. 

En comparación con la lectura manual, la lectura automática de contadores (AMR) mejora la eficiencia y la seguridad. Los empleados ya no necesitan entrar en cada propiedad ni inspeccionar cada contador. 

Sin embargo, el vehículo aún tiene que realizar el viaje. 

Esa es la principal limitación de la lectura automática de contadores (AMR): automatiza la lectura del contador, pero no elimina el proceso manual de lectura. 

La lectura automática de contadores (AMR) puede ser adecuada cuando la empresa de servicios públicos es pequeña, la densidad de contadores es baja, las lecturas solo se requieren mensualmente, los contadores existentes se pueden modernizar o la financiación para una red fija es limitada. También puede ser útil como paso intermedio hacia la medición inteligente (AMI). 

Sin embargo, persisten los costos recurrentes de mano de obra y vehículos. Las transmisiones no recogidas pueden requerir otra visita, y las condiciones climáticas, el tráfico, el estado de las carreteras o las restricciones de acceso pueden interrumpir la recogida. 

La escasez de datos también limita la información que la compañía eléctrica puede obtener. Una fuga que comienza inmediatamente después de la lectura mensual puede prolongarse durante semanas antes de aparecer en la siguiente factura. Las fugas intermitentes, el consumo nocturno inusual, el flujo inverso y los cambios repentinos en el consumo también pueden ser difíciles de identificar. 

AMI: Una red de medición permanentemente conectada 

La infraestructura de medición avanzada utiliza una red de comunicaciones fija para conectar los contadores con la compañía eléctrica. 

En lugar de esperar a un vehículo de recolección, los medidores inteligentes transmiten datos automáticamente a las pasarelas o recolectores. Las pasarelas reenvían la información a través de redes celulares, Ethernet, fibra óptica u otra conexión de retorno al servidor y las aplicaciones de la red de la compañía eléctrica. 

Un sistema AMI normalmente incluye: 

• Medidores inteligentes o dispositivos de interfaz de medidor 

• Módulos de comunicación por radio 

• Puertas de enlace fijas 

• conectividad de backhaul 

• Software de gestión de redes 

• sistemas de gestión de datos de medición 

• Aplicaciones de facturación, análisis y atención al cliente 

En el caso de los contadores de agua y gas alimentados por batería, la radio no necesita permanecer activa de forma continua. El contador puede medir el consumo con frecuencia, almacenar la información y transmitir mensajes concisos a intervalos programados. 

Por ejemplo, un contador de agua podría registrar su consumo cuatro veces al día en lugar de una vez al mes. 

Esto transforma los datos de los contadores, que antes se utilizaban para la facturación periódica, en una fuente de información operativa oportuna. 

Cómo funciona la medición inteligente de TEKTELIC 

Un sistema de medición inteligente puede utilizar la tecnología LoRaWAN® para conectar contadores y sensores en edificios residenciales, propiedades comerciales, instalaciones de fabricación o en toda una ciudad. 

El proceso consta de cuatro etapas principales. 

En primer lugar, los contadores inteligentes y los sensores recopilan información. Esta información puede incluir el consumo de agua, gas, electricidad o energía térmica, así como la humedad, la calidad del aire, la temperatura, el dióxido de carbono, la ocupación, la iluminación o el estado de los equipos. 

En segundo lugar, los dispositivos LoRaWAN® transmiten mensajes de radio compactos. Esta tecnología está diseñada para comunicaciones de largo alcance y bajo consumo de energía, y resulta muy adecuada para dispositivos que envían cantidades de datos relativamente pequeñas. 

En tercer lugar, las pasarelas TEKTELIC reciben los mensajes y los reenvían de forma segura al servidor de red. Varias pasarelas pueden recibir la misma transmisión, lo que mejora la cobertura y la fiabilidad de la red. 

Finalmente, el servidor de red envía la información a las aplicaciones de la compañía eléctrica o del cliente. Los usuarios pueden consultar el historial de consumo, las alarmas, las tendencias de uso, el estado del contador, la demanda del distrito y los informes en ordenadores o dispositivos móviles. 

Por lo tanto, el valor de la AMI no depende solo de la recopilación de datos, sino también de su conversión en información útil. 

COMFORT v2: Combinación de lectura de contadores y detección de fugas. 

Los datos de consumo pueden sugerir que se está produciendo una fuga, pero un sensor específico puede proporcionar pruebas más directas. 

Esto hace que COMFORT v2 sea útil en salas de máquinas, edificios de apartamentos, propiedades comerciales, instalaciones de fabricación, salas de calderas, sótanos residenciales y otros lugares donde los daños por agua son una preocupación. 

Una entrada de pulsos permite recopilar lecturas de un contador de agua compatible. Se pueden instalar cables o sondas de detección de fugas cerca de tuberías, depósitos, bombas, válvulas o equipos sensibles al agua. 

Cuando se detecta humedad anormal, el sistema puede generar una alerta. En los casos en que se haya instalado un sistema de apagado automático, la respuesta puede ir más allá de la notificación, ayudando a aislar el suministro de agua. 

Esto demuestra una ventaja importante de la AMI: la red puede hacer más que recopilar datos de facturación. También puede conectar dispositivos que reducen el desperdicio de agua, limitan los daños a la propiedad y permiten una respuesta más rápida. 

Lo que AMI permite más allá de la facturación 

Una red AMI diseñada correctamente puede admitir: 

• Varias actualizaciones de contadores al día. 

• Detección de flujo continuo 

• Alarmas de fugas y humedad 

• Advertencias de flujo inverso 

• Alertas de manipulación 

• Facturación puntual 

• Mediciones de entrada y salida sin visitas de campo 

• Portales de uso del cliente 

• Notificaciones de alto consumo 

• Previsión de la demanda 

• Análisis del consumo a nivel de distrito 

• Programas de agua no facturada 

• Configuración remota cuando sea compatible. 

• Sensores de presión, caudal y calidad del agua 

• Monitoreo ambiental de edificios inteligentes 

• Mejora de la gestión de órdenes de trabajo y activos. 

La misma red puede comenzar con contadores de agua y posteriormente admitir contadores de gas, sensores ambientales, monitores de presión, detectores de fugas u otros dispositivos LoRaWAN®. 

Por lo tanto, AMI se convierte en una plataforma digital compartida en lugar de un sistema de lectura de contadores de un solo propósito. 

Comparación entre AMR e AMI 

Un ejemplo de costos en una gran ciudad 

Consideremos una ciudad ilustrativa con: 

• 850 kilómetros cuadrados de territorio 

• 1.4 millones de residentes 

• 400,000 contadores de agua 

• Recogida mensual de AMR 

• Un equipo de lectura de 12 personas 

• Una tarifa de mano de obra con cargo de $90 por hora. 

• 150 pasarelas KONA Macro 

• Cuatro actualizaciones de medidores por día 

• Un período de evaluación de diez años 

Supongamos que el equipo de AMR trabaja 2,080 horas por persona al año. 

El coste anual de mano de obra de AMR es: 

12 × 2,080 × $90 = $2,246,400 

Durante más de diez años: 

$22,464,000 

Esto equivale a 56.16 dólares por metro durante diez años. 

El presupuesto incluye únicamente la mano de obra. Los vehículos, el combustible, el seguro, el mantenimiento, el software de rutas, la supervisión, las horas extras y las visitas repetidas aumentarían el coste real del AMR. 

Para AMI, supongamos que cada puerta de enlace cuesta 1,000 dólares, los costos de instalación son de 2,000 dólares y los costos operativos anuales son de 1,000 dólares. 

El coste inicial de instalación de 150 gateways es: 

150 × $3,000 = $450,000 

El funcionamiento de la puerta de enlace durante diez años es: 

150 × $1,000 × 10 = $1,500,000 

El coste total de la red AMI durante diez años es: 

$1,950,000 

Esto equivale aproximadamente a 4.88 dólares por metro durante diez años. 

Bajo estas suposiciones: 

• Trabajo de AMR: 22.464 millones de dólares 

• Red de puerta de enlace AMI: 1.95 millones de dólares 

• Diferencia estimada: 20.514 millones de dólares 

La red AMI modelada cuesta aproximadamente un 91 por ciento menos que el modelo de mano de obra AMR. 

La diferencia operativa anual es de aproximadamente 2.1 millones de dólares. Si se considera únicamente la red, la inversión inicial de 450,000 dólares en la puerta de enlace se recuperaría mediante el ahorro en mano de obra en aproximadamente 2.6 meses. 

Este no es un cálculo completo del retorno de la inversión de un proyecto AMI. Excluye medidores, terminales, software, red troncal, ciberseguridad, integración, almacenamiento de datos, portales de clientes y otros costos del proyecto. 

Más datos a un menor coste de recopilación. 

Los datos recopilados con frecuencia pueden revelar consumo continuo, fugas intermitentes, uso nocturno, cambios repentinos en la demanda, flujo inverso y posible manipulación. 

Al combinar la información del medidor con la detección de fugas COMFORT v2, la compañía eléctrica obtiene tanto evidencia basada en el consumo como detección directa de humedad. 

Costos y requisitos de ingeniería 

Un estudio de viabilidad completo debe incluir los costes omitidos en la comparación simplificada. 

Los posibles costes de los sistemas de lectura automática de mapas (AMR, por sus siglas en inglés) incluyen vehículos, combustible, mantenimiento, seguros, receptores móviles, software de rutas, supervisión, seguridad y visitas repetidas. 

Los posibles costes de la AMI incluyen contadores inteligentes, terminales de radio, sensores COMFORT v2, pasarelas KONA, software de servidor de red, plataformas de gestión de datos de contadores, enlace de retorno celular, servicios en la nube, ciberseguridad, integración, unidades de repuesto, baterías, portales de clientes y equipos de cierre de válvulas. 

El diseño de la red es igualmente importante. 

En el ejemplo de las grandes ciudades, el promedio es de aproximadamente 2,667 metros por puerta de enlace, pero los promedios no demuestran la cobertura ni la capacidad. 

El diseño final debe tener en cuenta los contadores subterráneos, los materiales de construcción, el terreno, la altura de la antena, las interferencias, el tamaño de los paquetes, los factores de dispersión, las retransmisiones, la superposición de la puerta de enlace, la disponibilidad de la red de retorno y los requisitos de entrega. 

Por lo tanto, antes de la implementación en toda la ciudad, se deben completar el modelado de RF, los estudios de emplazamiento, los despliegues piloto y las pruebas de campo representativas. 

El rendimiento a largo plazo de AMI comienza con la puerta de enlace adecuada. 

Seleccionar la infraestructura de medición avanzada (AMI) es solo una parte de la decisión. Las empresas de servicios públicos también necesitan pasarelas que se adapten a su cobertura, capacidad, entorno y requisitos de mantenimiento. 

Para grandes redes LoRaWAN® exteriores, los modelos KONA Macro y KONA Mega de TEKTELIC ofrecen fiabilidad de nivel empresarial, monitorización y gestión remotas, y un hardware robusto diseñado para una larga vida útil. Su durabilidad reduce las visitas in situ, el mantenimiento y la necesidad de sustituir los gateways prematuramente.

Esto es importante porque las empresas de servicios públicos esperan que la infraestructura funcione de manera confiable durante 10 años o más. Al implementar pasarelas diseñadas para un servicio continuo y que se pueden administrar de forma remota, las empresas de servicios públicos pueden reducir el costo total de propiedad y evitar intervenciones repetidas sobre el terreno. 

La experiencia de TEKTELIC con implementaciones LoRaWAN® a gran escala ayuda a las empresas de servicios públicos a seleccionar y operar una infraestructura de puerta de enlace que se ajuste a sus requisitos de red específicos, en lugar de simplemente instalar más hardware. 

Recapitulación 

La elección entre AMR y AMI no se reduce a elegir entre dos métodos de lectura de contadores, sino que se trata de recopilar lecturas y operar una red conectada. 

La lectura automática de contadores (AMR) automatiza el proceso. Un módulo de radio reemplaza la inspección visual, y una ruta que antes tomaba días ahora se completa en horas. Sin embargo, la ruta en sí permanece inalterada. Los vehículos, el combustible, el tiempo del personal y las visitas repetidas se registran, y los datos solo llegan cuando el vehículo pasa por el lugar.

AMI elimina la ruta. Las pasarelas fijas recopilan datos de forma continua, lo que modifica tanto la economía como la utilidad de la información.

TEKTELIC puede poner en marcha e instalar su sistema de medición inteligente. Para obtener más información, contáctenos y optimizaremos la gestión de sus servicios públicos.