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Xylem Water Solutions España

Xylem emplea IA para reducir el consumo de energía de aireación un 26% en una PTAR alemana

  • Xylem emplea IA reducir consumo energía aireación 26% PTAR alemana
  • La solución de Xylem ayuda al cliente a reducir su huella energética y avanzar en sostenibilidad.

Sobre la Entidad

Xylem Water Solutions España
Xylem Water Solutions España aporta soluciones globales de transporte y tratamiento en cada etapa del ciclo del agua.

Una planta de tratamiento de aguas residuales en Cuxhaven, Alemania, quería reducir el uso de energía y productos químicos en su proceso de aireación, sin dejar de cumplir los requisitos normativos. La planta desplegó el sistema de optimización de plantas de tratamiento BLU-XTM de Xylem, que utiliza inteligencia artificial (IA) para analizar los datos del sistema SCADA existente de la planta. El sistema BLU-X predijo los mejores puntos de ajuste para operar los aparatos de aireación, lo que permitió a la planta reducir el uso de energía de aireación en un 26 %, un poderoso ejemplo de cómo Xylem se asocia con nuestros clientes para ayudarles a lograr nuevas y audaces eficiencias y avanzar en sostenibilidad.

La planta de tratamiento de aguas residuales de Cuxhaven está gestionada por EWE WASSER GmbH (EWE), una de las mayores empresas de eliminación de aguas residuales del noroeste de Alemania, responsable del transporte y la depuración de las aguas residuales a través de 23 modernas plantas depuradoras. La planta de Cuxhaven tiene capacidad para depurar las aguas residuales de casi 400 000 residentes y visitantes de esta ciudad costera.

Optimización del uso de la energía y mejora de la seguridad

En Cuxhaven, como en la mayoría de las ciudades, los procesos de bombeo y tratamiento son los principales consumidores de energía en el ciclo del agua. Y, por lo general, la aireación representa más del 50 % del consumo energético del tratamiento de aguas residuales. Esto se debe a tecnologías de alto consumo energético, como los aparatos de aireación mecánicos, los sopladores y los difusores.

La planta desplegó el sistema de optimización de plantas de tratamiento BLU-XTM de Xylem, que utiliza inteligencia artificial (IA) para analizar los datos del sistema SCADA existente de la planta

Como empresa proactiva de tratamiento de aguas residuales, EWE quería un sistema que optimizase el consumo de energía asociado a la aireación y mejorase la seguridad con un mejor control del uso de productos químicos. Aunque EWE esperaba reducir los gastos de explotación mediante la optimización, el sistema de control implantado también debía garantizar que las concentraciones de efluentes estuviesen dentro de los límites legales.

Modelación del rendimiento en un entorno informático

A principios de 2017, EWE se asoció con Xylem para aplicar su enfoque de inteligencia de decisiones a la planta de tratamiento de aguas residuales de Cuxhaven. El objetivo era comprender mejor, controlar y aumentar la eficiencia de los procesos de aireación de Cuxhaven modelando el rendimiento en un entorno informático. Anteriormente, Cuxhaven utilizaba los sensores del sistema de la planta con controles manuales y carecía de una estrategia de optimización.

EWE se asoció con Xylem para desarrollar e implementar el sistema de optimización de plantas de tratamiento BLU-X, que utiliza el aprendizaje automático para crear modelos de los procesos de eliminación de carbono, nitrógeno y fósforo basados en los datos del sistema SCADA de la planta. BLU-X proporcionó una imagen gemela digital en tiempo real de toda la planta para que cada proceso recibiese una aireación y unos aportes químicos óptimos que se ajustasen a la demanda química y biológica de oxígeno necesaria.

La optimización de plantas de tratamiento BLU-X es solo un ejemplo del compromiso de Xylem para ayudar a las empresas de agua a lograr un rendimiento excepcional mientras atienden a sus comunidades

Dado que EWE no disponía de sensores en línea para realizar mediciones en tiempo real de las concentraciones del afluente, se desarrollaron varios «sensores virtuales» para calcular una estimación de las cargas de carbono, nitrógeno y fósforo del afluente. A falta de los datos de los sensores tradicionales, estos sensores virtuales ayudaron a EWE a estimar con precisión la concentración del afluente y a hacer funcionar el proceso de aireación de la manera más eficiente, cumpliendo al mismo tiempo los requisitos normativos.

En agosto de 2017, tras varios meses de funcionamiento manual de la planta, Xylem activó BLU-X para predecir y calcular los mejores puntos de ajuste para manejar los aparatos de aireación de cinco tanques de tratamiento biológico en paralelo.

Ahorro de energía suficiente para abastecer a 64 hogares durante un año

A finales de 2017, Xylem trabajó con EWE para comparar los resultados de optimización de esta primera fase con los datos anteriores del funcionamiento manual de la planta de Cuxhaven, que proporcionaron datos para el modelo. Un parámetro crucial para valorar el éxito fue la energía específica necesaria para eliminar un kilogramo de carga. La mayoría de las plantas de tratamiento no realizan este cálculo, lo que puede provocar fluctuaciones innecesarias en el uso de la energía. El funcionamiento optimizado de la planta dio lugar a una reducción drástica de estas fluctuaciones y evitó los picos de consumo energético coyunturales.

Desde la instalación de la optimización de la planta de tratamiento BLU-X, la planta de tratamiento de Cuxhaven ha mostrado una reducción del 26 % en el uso de energía de aireación, lo que corresponde a 1,1 millones de kilovatios/hora anuales, energía suficiente para abastecer a 64 hogares durante un año. Además, todas las concentraciones de efluentes de la planta siguen cumpliendo la normativa.

Soluciones digitales para un rendimiento excepcional

La optimización de plantas de tratamiento BLU-X es solo un ejemplo del compromiso de Xylem para ayudar a las empresas de agua a lograr un rendimiento excepcional mientras atienden a sus comunidades. Las soluciones digitales de Xylem pueden ayudar a las empresas de servicios públicos a mejorar el flujo de caja y la asequibilidad del servicio, a garantizar el cumplimiento y el rendimiento operativo y a mejorar la resiliencia y la sostenibilidad del sistema.

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