Revolución en la modelación hidráulica: el impacto transformador de los gemelos digitales
Hoy han arrancado en iAgua las Bentley Systems Webinar Series, una serie de webinars que abordarán los desafíos clave en la gestión del agua y la digitalización en el sector. En este primero, la empresa especializada en software para el ciclo de vida de infraestructuras, ha mostrado cómo los gemelos digitales están revolucionando la gestión de infraestructuras hídricas. «Nos llena de alegría ver a tantas personas listas para abordar uno de los desafíos más significativos de nuestro tiempo: asegurar un futuro sostenible para la gestión de nuestros recursos hídricos», ha dicho Alejandro Maceira, fundador y director de iAgua, que ha sido el conductor del evento.
Durante las últimas décadas, las empresas operadoras de redes de agua han materializado grandes beneficios y eficiencias en sus procesos de diseño, ingeniería y operaciones a través del uso de modelos hidráulicos. No obstante, los retos de la gestión de activos a través de indicadores de rendimiento, control de eficiencias energética y operacional y objetivos de optimización, obligan a contar también con gemelos digitales como una plataforma integradora y de gestión de múltiples componentes.
En este sentido, Bentley Systems ha mostrado en este primer webinar de la serie cómo, a través de la integración de gemelos digitales, las empresas están descubriendo nuevos enfoques de flujos integrados, operación y gestión de infraestructuras, elevando su práctica de modelación hidráulica a nuevos niveles de excelencia, y maximizando el retorno de sus inversiones en transformación digital.
En primer lugar, ha intervenido Slavco Velickov, Director, Advancement Enterprise Product - Netherlands de Bentley Systems, que tras presentar brevemente la actividad de la empresa, se ha centrado en el papel de los gemelos digitales en la gestión de los recursos hídricos: «Los gemelos digitales están jugando un papel importante para lograr los Objetivos de Desarrollo Sostenible», ha dicho.
A continuación, Andrés Gutiérrez, Advancement Manager, Water. Enterprise Product Sales – LA Region, y Juan Carlos Gutiérrez Araújo, User Success Product Consultant – LA Region. OpenFlows Product Specialist, ambos de Bentley Systems, han compartido una emocionante visión sobre cómo la tecnología de los gemelos digitales está cambiando la forma en que se aborda la modelación hidráulica en la industria del agua y saneamiento.
Existen múltiples retos en el camino de la excelencia en modelación hidráulica que exigen una valoración y diagnóstico
Juan Carlos Gutiérrez ha realizado una breve introducción sobre el estado actual de la modelación hidráulica: «La modelación computacional ha dejado de ser un insumo exclusivo de las áreas de planeación y diseño para convertirse también en una herramienta para la toma de decisiones por parte de las áreas operativas», entre ellas, ha señalado, el análisis y gestión del consumo energético, la selección de equipos de bombeo y estudios operacionales y de auditoria en general, para un mayor entendimiento del comportamiento hidráulico del sistema. «Los beneficios de la implementación de ‘gemelos digitales’ y el análisis hidráulico en la operación y gestión de infraestructuras de acueducto y alcantarillado son evidentes».
Sin embargo, y a pesar de los grandes beneficios, existen múltiples retos en el camino de la excelencia en modelación hidráulica, que exigen una valoración y diagnóstico, como son: barreras de acceso a modelos y sus beneficios; la complejidad de uso para eventos operativos; herramientas que permitan una mejor colaboración y trabajo en equipo, así como para soportar los ciclos iterativos de ajuste y mejora continua. Pero, sobre todo, «usar toda la información disponible para mejorar los procesos de modelación».
¿Y cómo puede un gemelo digital ayudar a resolver estos retos actuales en modelación hidráulica? Andrés Gutiérrez ha presentado cinco maneras en que los gemelos digitales pueden ayudar a materializar mayores impactos, incluyendo la optimización del ciclo de vida del agua, el aumento de la eficiencia operativa y la mejora de la resiliencia ante eventos extremos. Entrando en detalle, los gemelos digitales facilitan el acceso a modelos hidráulicos para todos, permiten habilitar ciclos de validación y mejora continua, equipan a operadores con herramientas de modelación fáciles de usar, habilitan la colaboración entre ingenieros, modeladores y operadores, y permiten aplicar la analítica para obtener nuevos conocimientos o insights a partir de datos en sistemas existentes: «A través de una interfaz en la nube para usuarios ilimitados, los gemelos digitales abren las puertas a que muchos más usuarios, de los equipos de gerencia, planeación, ingeniería u operaciones, puedan materializar valores agregados de los modelos», ha señalado.
Además, ha presentado algunos ejemplos prácticos de cómo esta tecnología ha sido aplicada en proyectos reales, como el monitoreo y control de inundaciones en una ciudad costera y el diseño y construcción de un sistema de tratamiento de aguas residuales, a través de los gemelos digitales de Bentley Systems: WaterSight para sistemas de distribución de agua y SewerSight para sistemas de alcantarillado o drenaje urbano.
A continuación, Hernán Madrid Oyarzún, ingeniero del Dpto. Planificación de Infraestructura de ESVAL, ha abordado los aspectos esenciales en la implementación de estudios de calibración y de las ventajas que ofrece un modelo adecuadamente calibrado. Para ello, presentó un caso práctico de uso de Darwin Calibrator en la ciudad de Andacollo, en la región de Coquimbo, con más de 10,000 habitantes permanentes abastecidos de un estanque de 1000 m3 mediante una red de agua potable de 9 km, con una importante población flotante que asiste a determinados eventos religiosos durante el año. «Con Darwin Calibrator es posible calibrar el modelo de forma rápida y detectar donde están las principales diferencias con las mediciones de terreno», dijo.
En definitiva, Darwin Calibrator ahorró mucho tiempo y mucho trabajo. Hernán Madrid Oyarzún recalcó, en este sentido, que un modelo calibrado vale la pena y es necesario; de esta manera se logra la detección de los principales “cuellos de botella” en la red. Asimismo, concluyó que el Darwin Calibrator es una herramienta que facilita el trabajo, ahorra tiempo y permite traspasar el modelo o escenario calibrado para poder tratarlo con supervisores u otras personas.
Han tomado de nuevo la palabra Andrés Gutiérrez y Juan Carlos Gutiérrez Araújo, momento en el que han compartido, además de varios casos de éxito de aplicación de esta tecnología que ha ayudado a gestionar el agua más eficiente, algunas recomendaciones a la hora de implementar los gemelos digitales en la operación y mantenimiento de sistemas hidráulicos, incluyendo la necesidad de contar con datos precisos y confiables, así como con herramientas adecuadas para analizarlos.
Finalmente, este primer webinar de la serie de Bentley Systems, ha concluido con un bloque de preguntas y respuestas que ha servido para solventar las dudas de la audiencia. En él, se habló en primer lugar sobre la introducción de la inteligencia artificial (IA) en el modelado y gestión de modelos por parte de Bentley Systems. Los expertos de Bentley mencionaron varias implementaciones de IA en los gemelos digitales y resaltaron el uso de machine learning y analítica avanzada para la detección de anomalías en los datos. Como ejemplo, el Darwin Calibrator, presentado durante el webinar, utiliza algoritmos genéticos, una técnica de IA para poder hacer de una manera eficiente la calibración. En cuanto al punto de partida para implementar gemelos digitales, Andrés Gutiérrez enfatizó que no es necesario tener una información completa o un alto nivel de madurez en términos de cobertura de sensores, y recomendó comenzar con un primer paso en un grupo de sectores con buena cobertura y un modelo hidráulico bien calibrado.
La parte de gemelos digitales no requiere una gran formación y es posible aprender en pocas horas
También se abordó la diferencia entre un gemelo digital de un sistema de agua potable y el uso de software de cálculo y dimensionamiento de redes de agua potable. Mientras que un modelo hidráulico encaja en la definición de un modelo digital y permite realizar análisis y tomar decisiones, el gemelo digital va más allá al integrar datos de otros sistemas y permitir la lectura en tiempo real de lo que está sucediendo en el sistema, así como la detección de anomalías y la respuesta ante emergencias. En relación con la simulación de eventos extremos en redes de alcantarillado, Juan Carlos Gutiérrez Araújo mencionó que las herramientas de Bentley, como Sewer GEMS, permiten hacer un análisis 2D de superficies permiten simular eventos extremos. Es posible ligarlo a modelos de predicción meteorológico, y activar mecanismos de alerta temprana que permiten al operador tener esas alertas y actuar antes de que ocurra la emergencia.
En cuanto a la formación de profesionales para aprovechar estas herramientas, se mencionó que la parte de gemelos digitales no requiere una gran formación y es posible aprender en pocas horas. Por otra parte, Bentley ofrece recursos y cursos formales o personalizados para profundizar en temas como la calibración. Juan Carlos Gutiérrez Araújo destacó la democratización del modelo hidráulico a través del gemelo digital, que permite el acceso a resultados del modelo a diferentes áreas de la empresa, desde operadores a el área de gerencia o directores comerciales a través de una plataforma muy sencilla. Por último, en respuesta a cuestiones sobre licencias y precios, se mencionó que existen componentes de implementación y de licenciamiento, este último en función del tamaño de la población atendida, por lo que existe un rango de precios.