Inteligencia Artificial y big data para limpiar agua

La Estación Depuradora de Aguas Residuales, EDAR, de La Almunia de Doña Godina, Zaragoza, es la planta más moderna de las 330 que opera Acciona en España y muy avanzada a nivel global. Lo que la hace idónea para desarrollar en ella el proyecto HADES (Herramienta de Apoyo a la Decisión para la Optimización de la operación de EDARs).

Dicho así, resulta quizá poco esclarecedor de qué sea lo que va a ocurrir en esa instalación durante los próximos tres años, plazo estimado para desarrollar el proyecto. Para empezar a arrojar luz: la idea es desarrollar y experimentar una nueva herramienta digital basada en inteligencia artificial y big data que haga posible optimizar la gestión y operación de esta y todas las plantas depuradoras en un futuro próximo.

El proyecto Hades va a crear una réplica virtual, o gemelo digital, de la planta que va a incluir todos los elementos de la instalación en la que se depuran las aguas residuales de la ciudad y que, tras ese proceso, se vierten limpias al río Jalón. Ciertamente, ya existen los gemelos digitales de otras instalaciones, como plantas de gestión de residuos. La novedad en este caso, como explica Mar Micó, responsable del proyecto Hades en el área de Agua de Acciona es que «entre las funciones que cumplirá este gemelo digital será en tiempo real darnos datos y medidas que tradicionalmente se obtienen a través de pruebas que requieren horas o días».

Para obtener toda esa información se requiere disponer de un sistema de sensores que la recojan y, precisamente, la planta de La Almunia «es una instalación muy digitalizada y que ya disponía de un amplio sistema de sensorización», detalla Micó, «lo que, además, nos permite contar con un histórico de datos muy potente».

Los gemelos digitales dan la información a través de lenguaje matemático, y en este caso concreto «vamos a poder saber, exactamente y en todo momento, cómo están transcurriendo todos los procesos que se están haciendo en la depuradora, desde el funcionamiento de la maquinaria hidrodinámica a la actividad de las bacterias que actúan en la depuración del agua, que hasta ahora solo se podían conocer mediante análisis de laboratorio».

Información en tiempo real

El factor tiempo reales determinante para mejorar la gestión de una instalación de estas características, marca la diferencia entre actuar antes o después ante una incidencia o problema. «La inteligencia artificial nos permitirá ser proactivos, adelantarnos a cualquier eventualidad, en vez de reactivos, que es lo habitual». Quizá comparar un gemelo digital con bola de cristal que muestra todo lo que pasa en la instalación pueda ser muy coloquial, pero no menos útil y gráfico para los ajenos a estos procesos.

En el corto plazo, la información que proporcionará el gemelo digital de la planta depuradora permitirá optimizar los procesos de depuración del agua, tanto en términos de ahorro de energía como de ahorro de reactivos para resolver cualquier alteración en las «bacterias que intervienen en el proceso biológico. Y, precisamente, el rector biológico es el corazón de la planta», explica Mar Micó, «así se podrán prevenir futuros eventos indeseados, como formación de espumas biológicas, esponjamientos filamentosos, etc. Todo ello redundará en una reducción significativa de la energía necesaria para la actividad de la planta, y garantizará más aun la calidad del agua que al terminar el proceso vuelve al caudal del río».

En el largo plazo, contar con una herramienta como un gemelo digital permitirá hacer pruebas en un entorno virtual sin alterar el funcionamiento diario de la planta. «Así podremos saber cómo se va a comportar la instalación en un futuro y diseñar acciones para optimizar los procesos».

Herramienta para el futuro

El proyecto Hades, que Acciona desarrolla en colaboración con el grupo de investigación del Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental, (LEQUIA), de la Universidad de Girona, y está dotado con un presupuesto de casi un millón de euros, forma parte del proceso global de digitalización de la compañía.

Por ello, va más allá de equipar a una planta depuradora concreta de un sistema pionero. El objetivo final es que esta solución sea replicable y pueda implementarse tanto en las plantas existentes como en las nuevas.

Los cálculos están hechos. El impacto directo una vez que todas las EDARs operadas por Acciona tengan esta herramienta será 1.125 toneladas anuales menos de CO2 emitidas, así como una notable reducción en el uso de productos químicos en las diferentes etapas del proceso de depuración.

Destacado: Los gemelos digitales serán replicados en todas las plantas similares operadas por Acciona