Un gemelo digital para la planta de tratamiento de aguas residuales

Severn Trent implementó un gemelo digital basado en la física y un software impulsado por IA en su planta insignia de Strongford para reducir las emisiones de óxido nitroso, reducir el consumo de energía y lograr cero emisiones netas.

Indispensable, pero en gran medida invisible, el tratamiento de aguas residuales funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana, consume una cantidad considerable de energía y genera una parte importante de las emisiones de gases de efecto invernadero En el Reino Unido, décadas de falta de inversión, aumento de la demanda y cambio climático han llevado las instalaciones anticuadas al límite y han colocado la infraestructura verde en lo más alto de la agenda del sector.

En Strongford, con el apoyo del Fondo de Innovación de Ofwat, Severn Trent está transformando su planta de tratamiento de aguas residuales en un plan emblemático del sector, demostrando que las emisiones de los procesos pueden abordarse mediante la innovación práctica. La empresa está integrando y modernizando un conjunto de tecnologías físicas con bajas emisiones de carbono junto con una alta fidelidad Digital Twin a la instalación para reducir el impacto ambiental y apoyar su camino hacia cero emisiones netas.

Modelo digital + datos del mundo real + reglas basadas en la física = menos N₂ O

El óxido nitroso (N₂ O) es 273 veces más potente que el CO₂ y puede representar hasta la mitad de la huella de carbono total de una planta. Para reducir este potente gas, Severn Trent explora las tecnologías físicas y digitales. Además de probar una tecnología avanzada que destruye el N₂, el proyecto Strongford Net Zero Hub también busca una solución innovadora (el primer modelo de óxido nitroso que utiliza una réplica virtual basada en datos y física reales) con nuestra tecnología.

El Digital Twin y la solución de software basada en la IA funcionan en conjunto para ofrecer información en tiempo real de los procesos de aguas residuales que tradicionalmente son difíciles de evaluar. Se basan en 60 000 puntos de datos dinámicos y estáticos y 29 000 ecuaciones diferentes para modelar los complejos procesos biológicos, químicos y físicos que tienen lugar desde el momento en que el agua entra hasta que existe en la planta.

La solución de software impulsada por la IA proporciona monitorización en tiempo real

«Lo que hace el optimizador de tratamiento de la SIWA es proporcionar a los operadores los puntos de referencia de control recomendados para que puedan ejecutar sus procesos de forma que se minimicen estas emisiones», explica Adam Cartwright, quien anteriormente dirigió nuestra estrategia de software para agua y aguas residuales.

Más allá del proyecto Strongford, las aplicaciones de la SIWA impulsadas por la IA, como Buscador de fugas SIWA y el Predictor de Bloqueos de la SIWA también utilizan datos históricos y en tiempo real para distinguir las condiciones normales de las anormales en las redes de agua.

La digitalización impulsa la eficiencia ecológica y energética

Los modelos basados en software, o sensores blandos, estiman las variables clave, como la demanda biológica de oxígeno y las emisiones de óxido nitroso, utilizando los datos disponibles, incluso cuando no es posible realizar mediciones directas. Esto proporciona a los operadores una visión más profunda del rendimiento y apoya el cumplimiento de la normativa.

En combinación con la monitorización de la calidad del agua en tiempo real, las aplicaciones de la SIWA permiten a los operadores ajustar con precisión la dosificación de la aireación y el cloro, entre otras cosas, lo que reduce la incertidumbre y el consumo de energía y productos químicos.

«Lo que realmente queríamos hacer era ofrecer esa capacidad de simulación que permitiera a nuestro equipo operativo equilibrar a todos los pilotos que compiten con los que tienen hoy en día». afirma Jess Alce, directora de innovación estratégica de Severn Trent.

Modernizar la infraestructura y, al mismo tiempo, ofrecer un servicio continuo no es tarea fácil. Aproximadamente 400 000 personas en Newcastle-under-Lyme y Stoke-on-Trent dependen del tratamiento de agua de Strongford. Estamos orgullosos de aportar nuestras décadas de experiencia en procesos a este proyecto, ayudando a ofrecer operaciones más limpias y sostenibles y elevando el listón de una industria que nos importa mucho.

Severn Trent es una empresa de agua y aguas residuales con sede en el Reino Unido que abastece a 4,6 millones de hogares y 220 000 empresas en la región central inglesa y partes de Gales.

Severn Trent Water