Gemelo Digital del Complejo Ambiental Copero

Resumen

Desarrollo de un sistema ciber-físico para la gestión del complejo ambiental Copero y su relación con el sistema de saneamiento Nuevo Copero y su EDAR, basado en algoritmos de inteligencia artificial que utilizan los datos de la sensórica desplegada (sensores en el sistema de saneamiento Nuevo Copero, en la EDAR Copero y en el Complejo Ambiental Copero), y un modelo del funcionamiento del complejo ambiental. El sistema ciber-físico tendrá la capacidad de gestionar el objeto físico a parir de las predicciones del gemelo.

Detalles

Número actuación

A16

Tipo

C – Plataformas, portales web, sistemas de información, herramientas digitales

C.2 – Mejora o desarrollo de sistemas de información y herramientas digitales para el fomento de la gestión de la información generada, telegestión y telemando de las instalaciones e infraestructuras y mejora en la gestión digital del ciclo urbano del agua. Esta actuación está centrada en el desarrollo de objeto digital que, conectado a través de sensores con un objeto físico, utilice los datos de los sensores desplegados para la gestión del complejo ambiental. El Objeto Digital se construirá sobre el Lago de Datos de EMASESA, que dispone de acceso a toda la información necesaria (sensores, GIS y modelos) y hará uso de algoritmos de Inteligencia Artificial para apoyar los procesos de toma de decisiones en la gestión del complejo MITLOP. Nota: Aunque en la convocatoria se mencionan los gemelos digitales como actuaciones tipo A.8, fundamentalmente referido a representaciones tipo BIM o a modelos, en esta actuación el gemelo digital consiste en una herramienta software que proporciona servicios de gestión de una infraestructura compleja como el complejo ambiental Copero, utilizando IA, por lo que la incluimos dentro de las actuaciones tipo C, al ser una herramienta digital en relación con el tratamiento y la reutilización de datos obtenidos de las actuaciones tipo B y la puesta en valor de toda la información generada.

Objetivo

Disponer de un objeto digital que, conectado a través de sensores con un objeto físico, evalúe en tiempo real el comportamiento del complejo ambiental Copero y apoye los procesos de toma de decisiones en la gestión. Incluye disponer de un modelo digital de la explotación de un proceso como el compostaje, que permitirá adelantarse a ineficiencias que pueden generar impactos ambientales por olor, demoras de tiempo en el proceso, pérdida de calidad del producto final e incluso un mayor coste de explotación y la necesidad de disponer de más materia prima (material estructurante) para corregir errores en el proceso.

Plazo

F. inicial

dic.-2023

F. final

Jun.-2026

Duración

31

¿Iniciada?

Sí

Escala

Sistema de Saneamiento Nuevo Copero

Objeto

Implementar sobre el Lago de Datos de EMASESA un objeto digital basado en algoritmos de Inteligencia Artificial para el seguimiento en tiempo real del objeto físico (complejo ambiental Copero) y poder apoyar el proceso de toma de decisiones en su gestión.

Alcance

Otros Datos

Presupuesto

435.160,00 €

Entidad resp. ejecución

EMASESA

Población afectada

921.530 habitantes

Término municipal

Sevilla, La Rinconada, Dos Hermanas, Camas, Alcalá del Rio y San Juan de Aznalfarache

Principales actividades

• Detección de necesidades y selección de soluciones técnicas comerciales.
• Despliegue de la solución en el lago de datos, particularización y conexión con el objeto físico.
• Formación y capacitación.
• Puesta en servicio.

Principales outputs

• Gemelo digital del complejo ambiental MITLOP (sistema ciberfísico) sobre el Lago de datos de EMASESA
• Funcionalidades específicas (apoyo al proceso de toma de decisiones en la gestión, simulación del comportamiento ante distintas opciones, etc).

Principales beneficios

• Cumplimiento de la normativa asociada en relación a la gestión de olores, gestión óptima de los lodos de depuración y resto de normativa ambiental asociada.
• Poder anticipar la evolución del proceso de fermentación mediante la información proporcionada por la temperatura, oxígeno, relación C/N y pH y modelizar como se va a comportar disminuirá los riesgos ambientales de este tipo de instalaciones, dado que una buena fermentación de la materia orgánica minimiza las emisiones de compuestos volátiles que tienen un impacto por olor que suele ser el principal rechazo social de este tipo de instalaciones.
• De igual forma, conocer por adelantado como va a evolucionar la estabilización de la materia orgánica incrementará la capacidad de producción de la instalación al acortar los plazos de la fermentación/maduración, ajustando de esta forma los costes de gestión de este tipo de residuo.
• La calidad del compost final está directamente relacionada con la cantidad de materia orgánica y nitrógeno, aspectos que durante el proceso se pueden controlar con la relación C/N.
• Ahorros energéticos generados como consecuencia de la menor necesidades de ventilación por optimización del proceso de fermentación, menor necesidades mantenimiento por incremento del predictivo u optimización de los recursos humanos de este tipo de instalación (reducción de turnos- realización delos volteos de manera planificada y más óptima).
• La puesta en marcha del modelo integrado de gestión de lodos y residuos orgánicos optimizará el proceso de producción, permitiendo aumentar la cantidad de producto gestionado, atendiendo las necesidades no solo de EMASESA, sino también de otros operadores del ciclo urbano del agua.
• Disminución de emisiones de gases de efecto invernadero en actividades de transporte en los procesos logísticos: el tratamiento de los lodos y otros residuos casi en el mismo lugar donde se producen redundará en la disminución del número de trayectos realizados.
• Disminución de riesgos ambientales: la reducción de las actividades de transporte de lodos tendrá un impacto directo en la disminución de riesgos ambientales producidos por los posibles accidentes de tráfico o fugas producidas en los trayectos.
• Disminución afección por olores: la optimización en la gestión de residuos minimizará las afecciones a la población, reduciendo el número de unidades de olor emitidas en la planta. A su vez, la disminución de las actividades de transporte reducirá a su vez las unidades de olor emitidas durante los trayectos.
• Ingresos por comercialización del producto final: se tratará de un producto de mayor calidad y proporcionará una reducción los tiempos entre la aplicación del producto al suelo agrícola y la posterior puesta en producción de este.

Principales riesgos y valoración

• Retrasos en la adjudicación.
• Retrasos en la ejecución.
• Falta de idoneidad técnica de los algoritmos de IA para las necesidades específicas de EMASESA.

Valoración general del riesgo

Bajo

Hitos de verificación

(1) Acuerdo contratación; (2) Licitación y adjudicación; (3) Inicio trabajos; (4) Despliegue concluido; (5) Pruebas concluidas; (6) Puesta en servicio; (7) Recepción definitiva.

Observaciones

• Caso de uso a medida que será desarrollado para su uso sobre la plataforma lago de datos que ya está disponible en EMASESA.
• El gemelo integrará datos procedentes de los distintos sistemas (SCADA, GIS, IDBox, BIM, etc.)
• Estará basado en algoritmos de IA e incluirá características de visualización, analítica e inteligencia operacional.
• Solución basada en un modelo virtual en tiempo real del sistema.
  • Integrará datos de SCADA, GIS, sensores IoT, CMMS y otros sistemas en el modelo hidráulico, en tiempo real.
  • Permitirá la detección de anomalías y las predicciones en tiempo real.
  • Permitirá analítica avanzada y simulación con diferentes escenarios y estados del sistema (“what- if”)
  • Estará basado en algoritmos de IA e incluirá características de visualización, analítica e inteligencia operacional
  • Debe permitir la optimización del comportamiento del complejo ambiental en todos sus aspectos (calidad, eficiencia energética, etc.)
  • Automatización y soporte a la toma de decisiones para la operación y mantenimiento del comlpejo ambiental.
  • Facilitará la optimización de las operaciones de EMASESA en todas sus dimensiones.
  • El gemelo digital de MITLOP permitirá:
    • Cumplimiento normativo: mejorar los procesos de la línea de tratamiento de lodos para garantizar su higienización, cumpliendo así con las características exigidas en la legislación (normativa autonómica) para la valorización agronómica mediate aplicación directa al terreno.
    • Compostaje eficiente y de bajo impacto, energéticamente sostenible y con un coste de explotación asumible.
    • zar<45Posibilitar la valorización de otros residuos orgánicos generados en el área metropolitana de Sevilla, como residuos de la industria agroalimentaria o restos de biomasa vegetal de los parques públicos, a través de una solución de cercanía y de bajo impacto.
    • Alcanzar una producción de biogás suficiente para posibilitar la neutralidad energética en las EDAR, incrementando el potencial de metanización y a través de procesos más eficientes
    • Garantizar la trazabilidad en el proceso de tratamiento y valorización de los residuos y lodos de EDAR, evitando la externalización del servicio de gestión y tratamiento de lodos de EDAR, garantizando así un control de sus costes y la independencia estratégica del mercado.