Medidores
Telelectura de medidores de energía con tecnologías AMR y AMI

El medidor ha cambiado de una posición de relativa poca importancia que tenía hace unos años hasta uno de importancia crítica dentro de la cadena de servicios. Este cambio se dio rápida y dramáticamente y esto se debe a varios factores en distintas regiones. Entre estos, se encuentran la desregulación y competencia, la privatización, los avances tecnológicos y un enfoque incrementado sobre la necesidad de datos precisos y confiables a través del proceso de entrega de los servicios. Existe un entendimiento claro que el medidor y los sistemas subyacentes de tecnología de información juegan un rol central en asegurar el flujo de ingresos por tarifas de los servicios y, por ende, su supervivencia.

Automatic Meter Reading (AMR) cuyo significado en español es la Lectura de Medición
Remota, se ha convertido en la palabra de moda dentro del mundo de la medición. AMR es un término aplicado a la variedad de tecnologías que permiten a las empresas de servicios públicos leer consumos de gas, agua y electricidad con mayor eficiencia.
La mayoría de las empresas de servicios en Europa y Estados Unidos están migrando a sistemas AMR de avanzada, en Asia e Hispanomérica la mayoría de estas empresas han empezado a realizar estudios para la implementación de sistemas avanzados de AMR de larga escala, mientras que unos cuantos cuentan ya con un sistema AMR o están llevando a cabo un proyecto piloto para su implementación.

 

AMR es un término aplicado a la variedad de tecnologías que permiten a las empresas de servicios públicos leer consumos de gas, agua y electricidad con mayor eficiencia


Gracias al auge y la proliferación de tecnologías como GPRS (transmisión de datos a través de la red celular GSM) muchas empresas de servicios públicos están llevando a cabo pruebas pilotos para la implementación de sistemas AMR vía GPRS. En este sentido el apoyo de los operadores GSM ha sido definitivo para la implementación de la tecnología, con coberturas GPRS cada vez más amplias y planes de datos atractivos para las empresas de servicios, estas últimas han podido desarrollar planes de inversión para AMR 100% viables.
La dimensión total del concepto AMR está aún evolucionando, y constantemente los desarrolladores de esta tecnología encuentran nuevos beneficios para los usuarios. Algunos de los beneficios de mayor importancia para las empresas de servicios públicos son: realizar una facturación más rápida, menor costo de lectura, mejora significativa en la calidad de la lectura, eliminación de los consumos promedios o consumos “estimados”, acceso instantáneo a información alterna sobre el consumo o el medidor, rápida identificación de las interrupciones e interferencias del servicio, y servicios de valor agregado como identificación de perfiles de usuario.
Por lo general las empresas de servicios eligen en primera instancia puntos de medición de tipo industrial y de tipo comercial para iniciar con sistemas AMR. A los medidores de consumo actual se añade un MODEM que se encarga de “entender” el protocolo del medidor y transcribir esta información a un formato que permita su transmisión por varios medios de comunicación como son: sistemas RF, redes públicas conmutadas PSTN ó redes de datos celular GPRS, siendo estas últimas la opción más atractiva en este momento.
Estos modems se conectan por los medios de comunicación mencionados anteriormente a una base de datos y sistema de control centrales, donde se almacena la información de cada medidor, se elaboran reportes periódicos y se envían alarmas según el caso, por ejemplo usando redes celulares GPRS es posible que la central de monitoreo envíe un SMS o genere una llamada al supervisor de un área determinada para reportar un daño, o interrupción en el servicio, con esto se garantiza que se informe inmediatamente a la persona responsable y que se tomen las medidas respectivas.
Actualmente los operadores celulares en la región están ampliando su cobertura para una mejor prestación de servicios de datos en cada país, siendo GSM/GPRS la tecnología de mayor demanda.

 

La dimensión total del concepto AMR está aún evolucionando, y constantemente los desarrolladores de esta tecnología encuentran nuevos beneficios para los usuarios. Algunos de los beneficios de mayor importancia para las empresas de servicios públicos son: realizar una facturación más rápida, menor costo de lectura, mejora significativa en la calidad de la lectura, eliminación de los consumos promedios o consumos “estimados”, acceso instantáneo a información alterna sobre el consumo o el medidor, rápida identificación de las interrupciones e interferencias del servicio, y servicios de valor agregado como identificación de perfiles de usuario.



Control de medidores por AMR


La técnica de telelectura de medidores de energía, también conocida por las siglas en inglés AMR (Automatic Meter Reading), está siendo aplicada con éxito en varios países donde es necesario contar con un control dinámico y exacto del consumo eléctrico, y la posibilidad de obtener perfiles y registros del consumo en tiempo casi real.

Los primeros beneficiarios de esta técnica fueron los grandes consumidores de energía. La solución basada originalmente en una línea fija y un módem telefónico, fue reemplazada por un módem inalámbrico o también conocido como Wireless Module, que utiliza la red de telefonía celular GSM/GPRS para la comunicación del medidor con el servidor, donde es almacenada la información y los registros de medida.

La solución GPRS es la más difundida en el ámbito industrial, debido a que reduce considerablemente los costos mensuales de mantenimiento de línea (aprox. 10 veces menores) y, paralelamente, reduce los tiempos de instalación del sistema.

Los medidores electrónicos, en su mayoría, contemplan la posibilidad de adicionar una unidad de comunicaciones (conocida como add on unit ) conectada al medidor a través de una interfase serial u óptica. Con ello, se independiza el medidor de la etapa de comunicaciones pues, según la legislación internacional vigente, deben ser diseñadas como etapas separadas.

A continuación se representa en bloques funcionales un medidor electrónico con interfase serial.


Esquema de bloques funcionales un medidor electrónico AMR con interfase serial

En el caso de medidores electromecánicos, es posible emplear la salida de pulsos cuadrados que por lo general se contempla en el diseño del mismo, totalizando el consumo en períodos especificados, contabilizando la cantidad de pulsos. Cada pulso se corresponde con un valor unitario de referencia de la energía consumida. En estos casos, la unidad de comunicaciones debe poseer la inteligencia para contabilizar los pulsos y poder guardar registros de las mediciones, para luego enviarlas al centro de control.

Las técnicas de telelectura se dividen en varios tipos, con características y funcionalidades diferentes. En base a su complejidad tenemos las siguientes familias de medidores:

AMR (Automatic Meter Reading): Contempla comunicación bidireccional entre el medidor y el servidor de datos. Registra la medición de energía mensual o por intervalos de tiempo predefinidos (Ej. 15 min., 30 min.).

AMI (Advanced Meter Infraestructure): Adiciona la lectura del consumo “on-demand”, opciones de precios diferenciados por punto medido y registros de la demanda, como también la programación de intervalos de “carga” previamente acordados con cada cliente.

SMART METERS: Incorpora la opción de conexión / desconexión remota del suministro al cliente, además de informar los parámetros respecto de la calidad de la energía como tensión, corriente, factor de potencia y frecuencia. Contempla la programación remota desde el centro de gestión y la actualización remota del software de medición.



Los medidores electrónicos, en su mayoría, contemplan la posibilidad de adicionar una unidad de comunicaciones (conocida como add on unit ) conectada al medidor a través de una interfase serial u óptica.


La Tecnología electrónica se da cita con los medidores de energía


Durante los últimos años las empresas de servicios públicos han venido incrementando su familiaridad con la electrónica. Se espera que la tasa de adopción de la electrónica aumente rápidamente en la medida que los programas de descentralización en algunos paises y desregulación en otros animen a los clientes a exigir más. Todos los consumidores se pueden beneficiar indirectamente de los medidores electrónicos de energía en cuatro formas significativas:

a- El servicio al cliente se mejora con el uso de sistemas de lectura remota de medidores (amr) y con una eficiente administración de datos. Además de tener menores dudas sobre las facturas de los servicios públicos, los consumidores se benefician de un sistema más eficiente de distribución de energía. Los apagones se pueden detectar, identificar y corregir más rápidamente para los clientes cuyos medidores están comunicados a través de una red.

b- Se reducen las molestias y la polución ambientales al lograr reducir el tamaño de los equipos de generación eléctrica. Se minimiza el uso durante picos a pesar del crecimiento poblacional por medio de métodos de facturación con tarificación múltiples y se mantiene la limpieza en la distribución al monitorizar la polución de la calidad energética que algunos clientes aportan al sistema.

c- Los consumidores se pueden beneficiar de facturación más baja con el uso de medidores controlados con tarjetas inteligentes (smart cards) que reducen los costos operacionales del servicio, lectura de medidores y procesamiento de datos.

d- Se logra un aumento en la precisión de la medición a pesar de las cargas no lineales. Los medidores electromecánicos no son capaces de medir con precisión la energía frente a populares esquemas normativos de fase a carga fija en los sistemas de distribución. La medición electrónica es más robusta y precisa bajo tales condiciones.

 

La solución GPRS es la más difundida en el ámbito industrial, debido a que reduce considerablemente los costos mensuales de mantenimiento de línea (aprox. 10 veces menores) y, paralelamente, reduce los tiempos de instalación del sistema

Los medidores electrónicos de energía han superado en funcionamiento a los medidores electromecánicos en términos de funcionalidad y utilidad, pero los costos y confiabilidad han sido cuestionados en diferentes partes del mundo.
El sector de los servicios públicos ha estado fascinado con las historias de lectura automática de medidores (amr), prepago con tarjetas inteligentes (smart card), y facturación con multitarifa, pero la medición per se también sigue como prioridad en las mentes progresistas de los generadores y distribuidores de energía. La inversión en manufactura, la precisión y calidad de la medición, y la cantidad de información ofrecida por la medición electrónica es indudablemente superior a la del diseño tradicional de medidor de disco.

 

El servicio al cliente se mejora con el uso de sistemas de lectura remota de medidores (amr) y con una eficiente administración de datos. Además de tener menores dudas sobre las facturas de los servicios públicos, los consumidores se benefician de un sistema más eficiente de distribución de energía. Los apagones se pueden detectar, identificar y corregir más rápidamente para los clientes cuyos medidores están comunicados a través de una red.



Selección de un sistema AMR

Invertir en cualquier parte de un sistema de medición puede ser una aventura costosa ya que este tipo de proyectos necesita ser cuidadosamente analizado antes de proceder. Indagar dentro de un proyecto AMR puede agregar complejidad a un proyecto de medición, ya que existen muchos factores adicionales que deben ser considerados. Una vez que se ha hecho la decisión de adquirir un sistema AMR luego se tiene que determinar que tipo de sistema necesita su compañía operadora que satisfaga su plan de negocios y objetivos. Un método para poder analizar varias opciones puede ser la emisión de una Solicitud de Propuesta al mercado, pedir se le presenten todas las opciones posibles y luego analizar cada alternativa. Si bien esto le proveerá de mucha información, todavía no determinará que tipo de sistema hará sentido para su compañía operadora. La evaluación de las diferentes opciones de tecnología podrá ser hecha antes o después del proceso de Solicitud de Propuestas.
El beneficio clave de “hacer su tarea” por adelantado es que usted recibirá propuestas con calidad que estarán directamente relacionadas con sus requerimientos y que cumplirán sus especificaciones. Esto puede reducir drásticamente los tiempos y costos requeridos para evaluar las propuestas y negociar el contrato – además de permitir a su empresa Tomar el Control del Proceso de Adquisición.
Determinar que tipo de sistema AMR es el más apropiado para su compañía operadora es complejo. Con el fin de seleccionar la tecnología más apropiada, su empresa deberá completar una evaluación detallada de lo siguiente:

• Procesos Internos: incluyen la determinación de la frecuencia deseable para las tareas de lectura y facturación, costo de la energía por usuario, necesidades de infraestructura presentes y futuras;
• El propósito de automatizar la lectura: bajar costos, incrementar eficiencias, mejorar el servicio al cliente, ahorro de energía;
• Estado actual del sistema de medición: edad de los medidores, tecnología en uso y crecimiento del sistema.
Analizar los procesos internos presentes le ayudará a determinar la base de su análisis de costo-beneficio. Entender sus costos por usuario presentes y futuros, es necesario para establecer el punto donde no se gana ni se pierde de una inversión en sistemas AMR. Para completar su análisis económico, el paso siguiente es calificar tanto los beneficios tangibles como intangibles.

Se reducen las molestias y la polución ambientales al lograr reducir el tamaño de los equipos de generación eléctrica. Se minimiza el uso durante picos a pesar del crecimiento poblacional por medio de métodos de facturación con tarificación múltiples y se mantiene la limpieza en la distribución al monitorizar la polución de la calidad energética que algunos clientes aportan al sistema.

Beneficios tangibles

Los beneficios tangibles deben ser clasificados como beneficios que pueden crear un impacto económico directo para la compañía operadora. Tales beneficios incluyen reducción en costos del 15% por concepto de lectura de medidores, reducciones en costos por operación y mantenimiento del 10% y otros rubros similares. Además, disminuyen las facturas por estimación del consumo lo cual ocasiona una reducción en las quejas por cobros excesivos y se logrará que bajen los costos de servicio al cliente, lo cual también tiene un impacto económico positivo directo para la empresa

Beneficios intangibles

Los beneficios intangibles son aquellos que no pueden ser cuantificados en sentido monetario, pero estos beneficios pueden alcanzar dramáticamente un valor significativo para la compañía operadora a la vez que son fácilmente reconocibles por el personal laboral, los consejeros y/o miembros de la mesa directiva y al final por los clientes. Algunos ejemplos incluyen, adquisición de datos sobre detección de fugas, incremento en la frecuencia de toma de lecturas y facturación, adquisición de herramientas para el análisis profundo del sistema de distribución de energía eléctrica.
Es muy importante recordar el desglosar todos los costos económicos positivos y negativos cuando integre su análisis de costo-beneficio para seleccionar cualquier sistema AMR. Mientras que existen muchos beneficios económicos directos e indirectos para todos los sistemas AMR, también están presentes costos variables asociados con el manejo y operación de cada tipo de tecnología. Estos costos variables deben ser incorporados en su análisis para evaluar la tecnología que mejor conviene a la compañía operadora.

 

Los medidores electrónicos de energía han superado en funcionamiento a los medidores electromecánicos en términos de funcionalidad y utilidad, pero los costos y confiabilidad han sido cuestionados en diferentes partes del mundo.





Fuentes: Siemens – Neptuno Technology Group – Metering Central America & Caribbean 2007



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