Se ha estimados que el desarrollo de tecnologías para la detección y localización de fugas de agua podría generar beneficios significativos. Reducir las pérdidas de agua no contabilizada (NRW) a la mitad en países en desarrollo permitiría disponer de 8 mil millones de metros cúbicos de agua tratada adicionales por año, suficientes para abastecer a 90 millones de personas sin requerir nuevas fuentes de agua. Además, se ahorrarían aproximadamente 1.600 millones de dólares anuales en costos de producción y bombeo, y se generarían 1.300 millones de dólares extra en ingresos mediante la reducción de pérdidas comerciales. Estas mejoras también fortalecerían la sostenibilidad financiera de los operadores de agua, promoverían la equidad al combatir conexiones ilegales, mejorarían la calidad del servicio al usuario. A continuación se mencionan algunos de los aprendizajes clave obtenidos del estudio de casos reales.

Plazos de amortización de inversiones

En países en desarrollo, el tiempo que puede pasar hasta que una inversión en reducción de fugas se amortice varía ampliamente, pero suele estar en el rango de cuatro a ocho años para condiciones típicas. Este rango es aplicable cuando los costos unitarios de reducción de fugas oscilan entre 250 y 400 dólares por metro cúbico por día de agua recuperada, y el valor del agua ahorrada (ahorro económico unitario) es de aproximadamente 0,20 dólares por metro cúbico​.

Un análisis de casos tomados de Selangor (Malaysia), Bangkok (Tailandia), São Paulo (Brasil) y Dublin (Irlanda), destaca que el período de recuperación depende principalmente del costo unitario de las actividades de reducción y del valor económico del agua recuperada. Para inversiones en actividades como la detección activa de fugas, reparación de tuberías y rehabilitación de redes, la recuperación puede ser rápida si las pérdidas iniciales son elevadas y el costo de producción de agua es considerable​.

Sin embargo, en contextos donde los costos de intervención son más altos o el valor del agua recuperada es bajo, la amortización puede tardar más de 30 años. Esta gran variabilidad resalta la importancia de realizar análisis de costo-beneficio detallados antes de implementar programas de reducción de pérdidas​.

A pesar de estos riesgos, los casos de estudio analizados muestran que, bajo contratos bien diseñados y basados en desempeño, es posible lograr reducciones sustanciales de fugas con períodos de recuperación económicamente atractivos. Esto convierte a la reducción de fugas en una inversión viable y estratégica para mejorar la eficiencia hídrica y financiera de los operadores de agua en el mundo en desarrollo​.

Análisis de costos y ahorros netos para tecnologías de control áctivo de fugas

Actualmente se reconocen 4 enfoques tecnológicos para la detección y pre-localización de fugas de agua en redes de agua a nivel municipal:

• Análisis de ruido de fondo
• Análisis de señales por sátelite
• Sesores de Flujo procesado por IA
• Sensores Presión y Flujo procesados por IA

Cada una de estás tecnologías tiene sus ventajas y desventajas según distintos critérios. A continuación, se presenta una comparación de dichos enfoques respecto de los costos y ahorros estimados en función del tamaño de la red de agua que se desea controlar.

Costo unitario por kilometro de tubería

En la Figura 1 podemos ver una estimación de los costos que se mantienen anualmente para realizar el control de fugas reales en una red de distribucion de agua mediante las cuatro tecnologías antes mencionadas.

Figura 1: Costo aproximado por km de red que se debe controlar en forma activa

A primera vista se puede observar que, al comparar la tecnología satelital contra las tecnologías basadas en sensores instalados en la red, la primera es costo-efectiva para tamaños de red mayores, aproximadamente 300 km totales o más y son claramente superiores para las redes de más de medio millón de kilometros. Pero para redes de ciudades pequeñas o medianas (hasta 300 km) las tecnologías de sensores en la infraestructura de la red son mejores. Estás estimaciones apuntan en el mismo sentido que lo expuesto por Megan Kilinski (2019) cuando menciona que dicha tecnología es costo efectiva para redes mayores que 100 o 200 millas (160 a 320 km) y los reportes del estudio piloto de AySA, en el cual se logró relevar una red de 5000 km de largo con un costo medio de 20 USD/km.

Si bien dicho indicador muestra un valor disruptivo, se debe entender que no por ello esta tecnología es superior en todos los casos, sobre todo para redes de ciudades pequeñas y medianas, además que tiene ciertas desventajas, tal como se analizará más adelante.

Ahorro económico unitario

El ahorro unitario por metro cúbico es un párametro importante a la hora de análizar el retorno de la inversión en gestión de fugas de agua potable. Dicho valor depende de multiples factores asociados a cada tecnología, tales como: potencia de detección de fugas, costos de inversión, vida útil de los dispositivos, costos operativos, disminución de fugas efectivo, etc.

Por otro lado, además de los factores dependientes de la tecnología seleccionada, tambien se deben tener en cuenta las condiciones especificas de cada red donde se desea instalar un sistema de gestión de fugas: costo del agua, nivel de fugas y estado actual de la red de distribución.

Figura 2: Ahorro neto mínimo esperado por metro cúbico de agua demandada

En la Figura 2 se expone un análisis comparativo del ahorro económico esperable para los 4 tecnologías, en función del tamaño de la red. En su confección se ha supuesto un caso de fugas relativamente bajas para el contexto latinoamericano, con un porcentaje de fugas reales del 30% y un costo de 0.40 USD/m3 de agua que se fuga.

Cómo se puede observar, se espera que los sistemas basados en sensores instalados directamente sobre la red generen ahorros económicos incluso en redes pequeñas (alrededor de 25km de longitud). Se podrían obtener ahorros en redes de menor tamaño en los casos donde las fugas reales sean más elevadas (40% por ejemplo). Esta dependencia hace que sea fundamental el análisis caso por caso a la hora de tomar una decisión de inversión.

Realizando un cambio de escala de la figura anteriormente analizada, es posible tambien obtener información que nos permita estimar el ahorro esperado por km de red controlada. Dicho cambio de escala da como resultado la Figura 3.

Figura 3: Ahorro neto anual mínimo esperado por km de red, en función del tamaño de la red de tuberías

En la Figura 3, se indíca aproximadamente el ahorro económico esperado por km de red que es controlado de forma activa con alguna de las 4 tecnologías bajo análisis. Así por ejemplo, para una red de 50km de largo y bajo las condiciones antedichas, si se implementa un sistema de análisis de ruidos de fondo, mediante Loggers de ruido, esperaría obtener un ahorro anual neto de 160 USD/km * 50 km = 8000 USD. Puesto en perspectiva, dicho ahorro es equivalente al costo de suministrar agua a más de 1000 familias durante un mes entero.

Otros factores de decisión

De la figura 3, se infiere las tecnologías basadas en “Loggers de ruido” y “DMA virtuales con IA” podrían adaptarse mejor a ciudades medianas y pequeñas. Sin embargo, cada tecnología tiene ciertas ventajas y desventajas que deben ser consideradas, ya que no son completamente equivalentes.

En el caso de los Loggers de Ruido, los mismos capturan la información acústica de la zona circundante donde son instalados. La información es luego transmitida para detectar patrones de fugas. Es por ello, que esta tecnología detecta con una elevada precisión los eventos de fuga cercanos, detectando cerca del 90% de las fugas. Esto permite además un margen de error bajo en la pre-localización de las fugas. Sin embargo, no brinda información sobre otro tipo de fallas en la red.

Por otro lado, los sistemas basados en DMA virtuales con IA permiten monitorear medidores de flujo y presión, con lo cual pueden detectar cambios en los patrones de la demanda de agua producto de fugas, pero tambien debido a otros tipos de eventos, como bloqueos bombas o válvulas de control. Sin embargo, tiene una precisión menor en cuanto a la detección de fugas. Según las empresas que impulsan este tipo de tecnologías es posible reducir las fugas en un 50% aproximadamente. Otro punto fuerte de este enfoque es que permite detectar fugas precozmente, lo que permite disminuir los costos asociados a la degradación de la infraestructura víal, que muchas veces resulta comprometida en casos de fugas medianas o grandes.

Por otra parte, en el caso de redes de agua distribuidas en grandes superficies el control mediante tecnologías satelitales parece imponerse desde el punto de vista de costos y ahorros. Sin embargo, este sistema tiene como particularidad que debe ser tanida en cuenta. Se trata del hecho de que las mediciones de fugas se realizan a pedido por terceras empresas, perdiendo parte del control de los datos y requiriendo realizar desembolsos varias veces al año en caso que se requiera una cierta frecuencia de revisión del estado de la red. Además, al tratarse de un monitoreo discontinuo, no es posible detectar subitamente el surgimiento de las pérdidas medianas y/o grandes, por lo que este enfoque requiere ser utilizado en paralelo con algún sistema efectivo de detección de este tipo de eventos, para así evitar que la infraestructura víal se vea comprometida.

Conclusiones

Así entonces, se considera que actualmente no hay una tecnología que se imponga en todos los escenarios. Por lo tanto, el diseño de la mejor estrategia para el control activo de fugas debe ser resultado de un análisis de cada caso en cuestión y podría incluso utilizar varias tecnologías en forma simultanea, para tomar lo mejor de cada una.