Um gêmeo digital para trabalhos de tratamento de esgoto

A Severn Trent implantou um software digital gêmeo baseado em física e alimentado por IA em sua principal fábrica em Strongford para reduzir as emissões de óxido nitroso, reduzir o uso de energia e atingir zero líquido.

Indispensável, mas em grande parte invisível, o tratamento de águas residuais funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, consumindo energia considerável e criando uma parcela significativa das emissões de gases de efeito estufa. No Reino Unido, décadas de subinvestimento, aumento da demanda e mudanças climáticas levaram as instalações antigas ao limite e colocaram a infraestrutura verde firmemente no topo da agenda do setor.

Em Strongford, com o apoio do Fundo de Inovação Ofwat, a Severn Trent está transformando sua estação de tratamento de águas residuais em um modelo emblemático para o setor, demonstrando que as emissões do processo podem ser combatidas por meio de inovações práticas. A empresa está integrando e modernizando um conjunto de tecnologias físicas de baixo carbono, juntamente com uma alta fidelidade Digital Twin para a instalação para reduzir o impacto ambiental e apoiar sua jornada rumo a emissões líquidas zero.

Modelo digital + dados do mundo real + regras baseadas em física = menos N₂O

O óxido nitroso (N₂O) é 273 vezes mais potente que o CO₂ e pode representar até metade da pegada de carbono total de uma planta. Para reduzir esse gás potente, Severn Trent explora as tecnologias físicas e digitais. Além de testar a tecnologia avançada de destruição de N₂O, o projeto Strongford Net Zero Hub também busca uma solução inovadora — o primeiro modelo de óxido nitroso que usa uma réplica virtual baseada em dados reais e física — com nossa tecnologia.

O Digital Twin e a solução de software baseada em IA trabalham juntos para fornecer informações em tempo real sobre os processos de águas residuais que são tradicionalmente difíceis de avaliar. Eles se baseiam em 60.000 pontos de dados dinâmicos e estáticos e 29.000 equações diferentes para modelar os complexos processos biológicos, químicos e físicos que ocorrem desde o momento em que a água entra na planta.

A solução de software com tecnologia de IA fornece monitoramento em tempo real

“O que o SIWA Treatment Optimizer faz é fornecer aos operadores pontos de ajuste de controle recomendados para que eles possam executar seus processos de forma a minimizar essas emissões”, explica Adam Cartwright, que anteriormente liderou nossa estratégia de software de água e esgoto.

Além do projeto Strongford, aplicativos SIWA baseados em IA, como Localizador de vazamentos SIWA e o SIWA Blockage Predictor também usam dados ao vivo e históricos para distinguir condições normais de anormais nas redes de água.

A digitalização impulsiona a eficiência ecológica e energética

Modelos baseados em software, ou sensores flexíveis, estimam as principais variáveis, como a demanda biológica de oxigênio e as emissões de óxido nitroso, usando os dados disponíveis, mesmo quando a medição direta não é possível. Isso oferece aos operadores uma visão mais profunda do desempenho e apoia a conformidade regulatória.

Combinados com o monitoramento da qualidade da água em tempo real, os aplicativos SIWA permitem que os operadores ajustem a aeração e a dosagem de cloro, entre outros, reduzindo a incerteza e o consumo de energia e produtos químicos.

“O que realmente queríamos fazer era oferecer essa capacidade de simulação para permitir que nossa equipe operacional equilibrasse todos os fatores concorrentes que eles têm hoje”, diz Jess Alce, líder de inovação estratégica da Severn Trent.

Modernizar a infraestrutura e, ao mesmo tempo, fornecer serviços contínuos não é uma tarefa fácil. Aproximadamente 400.000 pessoas em Newcastle-under-Lyme e Stoke-on-Trent dependem do tratamento de água de Strongford. Tivemos orgulho de trazer nossas décadas de experiência em processos para este projeto, ajudando a oferecer operações mais limpas e sustentáveis e elevando o padrão de um setor pelo qual nos preocupamos profundamente.

A Severn Trent é uma empresa de água e esgoto sediada no Reino Unido, que abastece 4,6 milhões de residências e 220.000 empresas nas regiões centrais inglesas e partes do País de Gales.

Água de Severn Trent