Bajar presión de la industria del agua con la digitalización

Bajar presión de la industria del agua con la digitalización

James Chalmers, Vice President, Global Water & Waste Water, ABB Motion

Los sistemas tradicionales de servicios públicos de agua y aguas residuales no se construyeron para enfrentar las consecuencias dramáticas del cambio climático y la rápida urbanización. Por lo tanto, el riesgo que conlleva el envejecimiento de la infraestructura, tanto en términos de fallas potenciales como de bajo cumplimiento ambiental, es una preocupación clave para las empresas de servicios de agua en todo el mundo.

Hay una presión cada vez mayor sobre las empresas de servicios públicos para reducir su costo total de propiedad y altas tasas de fugas. El rápido desarrollo de tecnologías de detección y monitoreo en tiempo real para mejorar las fugas tempranas y la detección de anomalías en la calidad del agua son una manera eficaz de abordar estos desafíos. Mediante la combinación de la tecnología de monitoreo inteligente con variadores de frecuencia y motores, las empresas de servicios de agua pueden asegurar la optimización preventiva de la gestión de activos y, en el proceso, impulsar un cambio significativo de monitoreo reactivo en tiempo real.

Monitoreo basado en condiciones

Casi un tercio de todos los motores eléctricos en el mundo son impulsados por variadores de frecuencia (VSD), principalmente para reducir el uso de energía. Sin embargo, hay otras razones para emplear variadores de frecuencia en aplicaciones de agua y aguas residuales, incluido el control del proceso (mantener la presión constante del agua, evitando así fugas causadas por alta presión), evitar el martillo de agua u optimizar la explotación de pozos. Los variadores de frecuencia pueden realizar la limpieza de bombas en aplicaciones de aguas residuales y controlar varias bombas en un sistema en cascada en aplicaciones de bombeo de agua para optimizar las operaciones de la bomba y ahorrar energía.

Los servicios de monitoreo basados en condiciones pueden trabajar junto a todos estos productos de automatización de agua para obtener acceso a datos en tiempo real a través de la nube desde activos de agua ubicados de forma remota. En el corazón de este enfoque se encuentra una nueva generación de sensores inteligentes inalámbricos: una solución digital de bajo costo y fácil de instalar.

Los sensores inteligentes han revolucionado la logística de mantenimiento de los motores al permitir a los operadores utilizar la monitorización remota para la detección temprana de problemas incipientes. Ahora, las acciones de mantenimiento se pueden planificar de forma rentable antes de que se produzca un error funcional. El resultado es un menor tiempo de inactividad, lo que elimina paradas de producción inesperadas, un mantenimiento optimizado y un stock reducido de piezas de repuesto.

Con inteligencia incorporada para un comportamiento vivo y adaptativo, la tecnología ayuda a gestionar los efectos de las condiciones climáticas extremas, como el exceso de lluvia que plantea problemas desde la calidad del agua hasta el cumplimiento medioambiental.

Además, la solución digital permite a los expertos analizar los datos recopilados de los sensores y convertirlos en acciones correctivas y seguras para prolongar la vida útil del equipo. Es posible analizar y descifrar la mejor solución para mejorar el funcionamiento de los activos de agua y aguas residuales, desde una sola estación de bombeo hasta una instalación completa de tratamiento de agua o aguas residuales. 

Los sensores también pueden convertir las bombas tradicionales en dispositivos inteligentes conectados de forma inalámbrica. Este enfoque mide la vibración y la temperatura de la superficie de la bomba y la utiliza para desarrollar información significativa sobre el estado y el rendimiento de la bomba. Esto incluye detalles como la velocidad de la bomba, las vibraciones, la desalineación, el estado del rodamiento y el desequilibrio. Además, los sensores inteligentes conectados a los motores conectados a las bombas pueden detectar una caída en el flujo de agua en función de la potencia de salida del motor.

La digitalización también se extiende a los variadores de frecuencia (VSD). Los datos del drive se pueden cargar en la nube a través de una solución de supervisión remota. Esto permite analizar datos del drive, el motor y la bomba, juntos proporcionando información sobre el estado y el desempeño de la cadena completa.

Mientras que las compañías de agua están monitoreando siempre sus redes en busca de cambios en las presiones de las tuberías y el flujo de agua (que pueden indicar problemas como bloqueos y fugas), a veces la primera advertencia que reciben es cuando un cliente les notifica de una tubería de agua rota. La digitalización puede desencadenar una advertencia lo más temprana posible. Mientras antes o más rápido las empresas de servicios puedan evitar que se desperdicie el agua tratada, mayores serán los ahorros, por no mencionar el aumento en la confianza del cliente. El agua no tratada, también conocida como aguas residuales, es un problema real si se producen fugas al medio ambiente. Los servicios públicos pueden ser multados, por no mencionar los peligros para la seguridad de las personas, la propiedad y la imagen de una empresa de agua.

¿Qué tan difícil es implementar la digitalización?

El sector de las empresas de servicios publicos de agua ha hecho grandes avances en la adopción de la tecnología digital. Sin embargo, todavía hay mucho margen de mejora. Y debido a que la tecnología ha evolucionado, y los precios de los dispositivos inteligentes han disminuido, es posible dar un gran salto adelante para lograr una verdadera transformación digital.

Arrancar todo el hardware existente probablemente no sea el mejor enfoque. Los servicios públicos deben comenzar con un plan estratégico claro para crear un ecosistema completo. Esto puede comenzar dividiendo la red de agua en zonas delimitadas e identificando lo que se necesita para abordar los desafíos específicos en cada una de ellas. Efectivamente, es mejor empezar poco a poco añadiendo a la tecnología existente. En este sentido, los sensores inteligentes son el punto de partida perfecto, ya que se pueden instalar en un motor, bomba, rodamientos o engranajes. Son fáciles de conectar y usar, sin tener que invertir en nuevos y costosos sistemas.

Aplicación exitosa en Singapur

En la bulliciosa ciudad-estado de Singapur, su servicio de agua se centra en un objetivo principal: asegurarse de que la metrópolis de rápido crecimiento, con pocas fuentes de agua naturales y masa de tierra limitada, tenga un suministro constante de agua limpia. Para aumentar el desafío, la demanda de agua se duplicará en las próximas cuatro décadas sobre su consumo actual de más de 400 millones de galones al día. Los altos costos operativos, el aumento del uso de energía y la escasez de mano de obra nacional obligaron a Singapur a pensar más allá de las convenciones.

ABB y la Junta de Servicios Públicos (PUB) la compañía de agua, llevaron a cabo un piloto exitoso, que implicó la instalación de sensores inteligentes en los motores y bombas del PUB. Los datos en tiempo real obtenidos a través de los sensores permitieron a la empresa de servicios reducir el tiempo de resolución de problemas, así como los recursos y el papeleo.

ABB instaló entonces una solución integrada con 22 sensores inteligentes, monitoreo remoto de condiciones y lentes de realidad aumentada (Microsoft HoloLens) para ayudar con el mantenimiento y la capacitación. También instaló seis trenes de potencia digitales, que integran datos de sensores y accionamientos con análisis basados en la nube a lo largo de toda la cadena de equipos de la planta, desde accionamientos y motores hasta bombas y rodamientos. El portal de monitoreo de condición permite al PUB configurar los trenes de potencia fácilmente y monitorear el estado crítico y los parámetros de funcionamiento a través de un único portal. Los trenes de potencia digitales, a su vez, alertan a la empresa de servicios de señales de falla, lo que ayuda a reducir los costos de mantenimiento.

Mirando hacia el futuro

Una ciudad inteligente se describe a menudo como un "sistema de sistemas", donde el Internet de las cosas (IoT) y el análisis convergen con la infraestructura tradicional. Estas ciudades utilizan capacidades de IoT y análisis para alcanzar la eficiencia operativa y mejorar los niveles de servicio, la sostenibilidad y la vitalidad económica. Los sectores anteriormente en silos como la energía, el transporte, la gestión de desastres y el agua funcionan sincronizados.

Muchas ciudades de todo el mundo han hecho grandes progresos en la digitalización de varias áreas de infraestructura, como la energía y el transporte. Aun así, la mayoría aún no ha conectado sus suministros de agua con sus estrategias y sistemas de ciudades inteligentes. Sin embargo, la amenaza de una creciente escasez puede empujar a más ciudades hacia sistemas inteligentes de gestión del agua.

Para más información ingresa aquí: https://new.abb.com/drives/segments/water-and-wastewater

DriveTrainV01 – Las soluciones de monitoreo remoto permiten que los datos de drives, motores y bombas se carguen en la nube, proporcionando información vital sobre el estado y el rendimiento de la cadena.

Foto general del artículo digital de WaterWorld –La aplicación de tecnología de monitoreo inteligente a las empresas de servicios de agua y aguas residuales proporciona optimización de la gestión de activos para los operadores de las empresas de servicios públicos de agua.

Teléfono inteligente y sensor inteligente en el motor – Los datos recopilados y enviados a la nube pueden ser analizados por los operadores de servicios públicos de agua para planificar las acciones de mantenimiento de manera rentable.

Artículo de WaterWorld Digitalization ACQ580 para agua - Los Drive proporcionan una variedad de beneficios a los servicios públicos de agua, incluyendo el uso reducido de energía, el control de procesos y la limpieza de la bomba.

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