{"id":49052,"date":"2023-03-13T10:40:08","date_gmt":"2023-03-13T09:40:08","guid":{"rendered":"https:\/\/mascalagrimas.es\/dev-msi_old\/?p=49052"},"modified":"2023-10-10T12:44:03","modified_gmt":"2023-10-10T10:44:03","slug":"gediav-h2o-gemelos-avanzados-en-depuradoras-de-agua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mascalagrimas.es\/dev-msi_old\/gediav-h2o-gemelos-avanzados-en-depuradoras-de-agua\/","title":{"rendered":"GEDIAV H2O Gemelos avanzados en Depuradoras de agua"},"content":{"rendered":"\n<p>Los \u00abgemelos digitales\u00bb se est\u00e1n convirtiendo en una tecnolog\u00eda emergente muy extendida en varias industrias, estando intr\u00ednsecamente vinculados con otros t\u00e9rminos en auge como la Industria 4.0 y los sistemas ciberf\u00edsicos. Seg\u00fan Gartner, se anticipa que las grandes corporaciones industriales incrementar\u00e1n su inter\u00e9s en la aplicaci\u00f3n de gemelos digitales para potenciar su eficiencia en un 10%. En el \u00e1mbito de la arquitectura, ingenier\u00eda y construcci\u00f3n (AEC), se considera que los gemelos digitales son una tendencia al alza, aunque todav\u00eda queda mucho camino por recorrer en comparaci\u00f3n con otras \u00e1reas como la manufactura o el sector aeroespacial. Pueden representan r\u00e9plicas virtuales de edificaciones o entidades f\u00edsicas que posibilitan la simulaci\u00f3n en tiempo real a trav\u00e9s de sensores. Estos modelos pueden encapsular toda la informaci\u00f3n relevante durante la vida \u00fatil de un edificio, facilitando la simulaci\u00f3n y control de bienes f\u00edsicos a trav\u00e9s de la interconexi\u00f3n de sensores que permiten la recolecci\u00f3n, procesamiento y an\u00e1lisis de los datos requeridos. Sin embargo, las soluciones de gemelos digitales disponibles en el mercado actualmente por parte de ciertos proveedores no son homog\u00e9neas en t\u00e9rminos de contenido, uso e implementaci\u00f3n t\u00e9cnica, lo que resalta una carencia de estandarizaci\u00f3n en el sector de la construcci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Aunque algunos proveedores ya comercializan soluciones, \u00e9stas var\u00edan en lo que respecta a contenido, uso e implementaci\u00f3n t\u00e9cnica, lo que sugiere una ausencia de estandarizaci\u00f3n en los gemelos digitales en el \u00e1mbito de la construcci\u00f3n. No obstante, se han logrado avances notables en tecnolog\u00edas asociadas, como Internet de las Cosas, Industria 4.0, sensores en tiempo real y redes de sensores inal\u00e1mbricos (WSN), as\u00ed como un incremento en la adopci\u00f3n e implementaci\u00f3n de BIM en la industria AEC y en la cantidad de paquetes de software BIM disponibles en el mercado para integrar la gesti\u00f3n de informaci\u00f3n de los edificios. Adem\u00e1s, se han presentado iniciativas que evidencian c\u00f3mo las tecnolog\u00edas digitales pueden coadyuvar a un futuro m\u00e1s sostenible y digital.<\/p>\n\n\n\n<p>Originalmente, los t\u00e9rminos \u00abBIM\u00bb y \u00abDT\u00bb se solapaban significativamente en la industria de arquitectura, ingenier\u00eda y construcci\u00f3n. Sin embargo, recientemente, se ha empezado a considerar al BIM como un subconjunto de las tecnolog\u00edas digitales debido a su menor densidad informativa y capacidad anal\u00edtica en comparaci\u00f3n con las \u00faltimas. Se ha sugerido que \u00abel gemelo digital es la evoluci\u00f3n siguiente del modelo BIM\u00bb dada su habilidad para unificar los ciclos de dise\u00f1o, construcci\u00f3n, operaci\u00f3n y mantenimiento de un bien.<\/p>\n\n\n\n<p>El BIM ha desempe\u00f1ado un papel clave en la evoluci\u00f3n del Gemelo Digital, proporcionando una base firme para la creaci\u00f3n de modelos digitales en la industria de la construcci\u00f3n. Adem\u00e1s, el BIM ha mejorado la eficiencia en la planificaci\u00f3n, dise\u00f1o y edificaci\u00f3n de construcciones, lo que ha fomentado una mayor demanda de modelos digitales m\u00e1s sofisticados y completos.<\/p>\n\n\n\n<p>Por otro lado, el Gemelo Digital es una r\u00e9plica digital que refleja un sistema f\u00edsico, tal como un edificio, una planta industrial, un veh\u00edculo o una infraestructura. El Gemelo Digital permite a los profesionales supervisar y controlar de cerca el sistema f\u00edsico, facilit\u00e1ndoles tomar decisiones basadas en datos y optimizar la eficiencia y efectividad del sistema. En definitiva, el BIM ha sido un antecedente relevante en la evoluci\u00f3n del Gemelo Digital, habiendo sentado las bases para la generaci\u00f3n de modelos digitales en la industria de la construcci\u00f3n y promoviendo una creciente demanda de soluciones m\u00e1s avanzadas. Aunque el BIM se utiliza principalmente para mejorar la eficiencia del dise\u00f1o y la construcci\u00f3n, mediante la resoluci\u00f3n de conflictos, supervisi\u00f3n de obras, estimaci\u00f3n de costos y mejora de la interoperabilidad de los stakeholders, incluso teniendo en cuenta su integraci\u00f3n con los sistemas de gesti\u00f3n de edificios y facilitando informaci\u00f3n a la fase de explotaci\u00f3n. Por otro lado, el Gemelo Digital se beneficia de los datos en tiempo real para proporcionar un modelo con capacidad de respuesta que act\u00faa din\u00e1micamente en relaci\u00f3n con su entorno.<\/p>\n\n\n\n<p>El uso de los \u00abGemelos Digitales\u00bb en la industria del agua puede implementarse de diversas formas para mejorar la eficiencia, la seguridad y la calidad en la industria del agua:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>An\u00e1lisis de la calidad del agua: Es factible crear un gemelo digital de una planta de tratamiento de agua con el fin de simular y vigilar su funcionamiento en tiempo real. Este modelo puede emplearse para identificar problemas potenciales y ejecutar acciones preventivas antes de que se produzcan fallos en el sistema.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Examinaci\u00f3n de la calidad del agua: La generaci\u00f3n de gemelos digitales permite simular la calidad del agua en diversos instantes del d\u00eda, a lo largo de las estaciones del a\u00f1o, y en variadas condiciones meteorol\u00f3gicas. Esto posibilitar\u00eda a las autoridades y empresas vigilar la calidad del agua e implementar acciones para su mejora.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Predicci\u00f3n de fugas de agua: Los modelos digitales pueden emplearse para anticipar d\u00f3nde podr\u00edan ocurrir fugas en las conducciones de agua y actuar de manera preventiva antes de su aparici\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Planificaci\u00f3n de la distribuci\u00f3n de agua: Los gemelos digitales pueden utilizarse para organizar la distribuci\u00f3n de agua de forma m\u00e1s efectiva y garantizar un suministro constante y de calidad a los habitantes.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Dentro del \u00e1mbito de los Gemelos Digitales en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs), podemos identificar m\u00faltiples roles de usuarios de importancia que cumplen con funciones cruciales en la administraci\u00f3n, funcionamiento y mantenimiento de dichas instalaciones. Seguidamente, se exponen algunos de estos roles significativos:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Gestor de EDAR: Este individuo es el responsable de la supervisi\u00f3n y toma de decisiones estrat\u00e9gicas en la EDAR. Accede al Gemelo Digital con el fin de obtener una panor\u00e1mica global de la instalaci\u00f3n, vigilar el rendimiento, examinar datos hist\u00f3ricos y tomar decisiones basadas en datos acerca de la optimizaci\u00f3n de los procesos y la planificaci\u00f3n a largo plazo.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Operador de planta: Este rol se encarga del manejo cotidiano de la EDAR. Emplea el Gemelo Digital para monitorear en tiempo real la situaci\u00f3n de los equipos, regular y adaptar los par\u00e1metros de funcionamiento, recibir alertas y notificaciones, y ejecutar labores de mantenimiento preventivo y correctivo.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Ingeniero de proceso: Este profesional es encargado de analizar y optimizar los procesos de tratamiento de aguas residuales en la EDAR. Utiliza el Gemelo Digital para simular escenarios, efectuar an\u00e1lisis de rendimiento, identificar puntos de congesti\u00f3n y sugerir mejoras en los procesos ya existentes.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Ingeniero de mantenimiento: Su funci\u00f3n esencial es asegurar el correcto desempe\u00f1o de los equipos y sistemas de la EDAR. Utiliza el Gemelo Digital para acceder a informaci\u00f3n detallada sobre la situaci\u00f3n de los activos, llevar un seguimiento de las tareas de mantenimiento programadas, diagnosticar fallos y coordinar las reparaciones requeridas.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Responsable de calidad del agua: Este rol se dedica a garantizar que el agua tratada cumpla con los est\u00e1ndares de calidad establecidos. Emplea el Gemelo Digital para llevar a cabo an\u00e1lisis de calidad del agua, identificar problemas potenciales o desviaciones y tomar acciones correctivas para asegurar el cumplimiento de las normativas.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Responsable de seguridad y cumplimiento normativo: Su labor es asegurar que la EDAR cumpla con las regulaciones de seguridad y medioambientales. Emplea el Gemelo Digital para efectuar simulaciones de seguridad, evaluar riesgos, aplicar medidas de prevenci\u00f3n y coordinar acciones en casos de emergencia.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Para llevar a cabo el modelado de la EDAR Santa Mar\u00eda de Palautordera, disponemos de datos hist\u00f3ricos de su SCADA de 123 variables, correspondientes al periodo 2006-2021. Estos datos engloban diversas medidas de caudales, de sensores de ox\u00edgeno y redox, lecturas de las bombas, entre otros. El objetivo con estos datos es crear un modelo que reproduzca el comportamiento de la planta, proyectando as\u00ed el comportamiento futuro esperado basado en los valores que las variables han adoptado previamente. Por ende, estos modelos se fundamentar\u00e1n en la premisa de que las variables de los procesos de la planta estar\u00e1n interrelacionadas en alg\u00fan grado.<\/p>\n\n\n\n<p>Dependiendo del proceso y subproceso al que cada variable se asocie, la interdependencia de las variables puede variar significativamente, lo que resulta en algunas variables siendo m\u00e1s cr\u00edticas que otras para la construcci\u00f3n de cada modelo. Considerando la cantidad de variables y medidas disponibles, se ha considerado relevante el uso de t\u00e9cnicas de aprendizaje autom\u00e1tico (machine learning) para este an\u00e1lisis. Estas t\u00e9cnicas posibilitan el descubrimiento de patrones e interrelaciones entre las variables que ser\u00edan dif\u00edciles de encontrar con m\u00e9todos de an\u00e1lisis tradicionales, lo que aportar\u00e1 un valor adicional al desarrollo del sistema de gemelo digital. Previo a la aplicaci\u00f3n de las t\u00e9cnicas de machine-learning (ML), se ha realizado un estudio estad\u00edstico inicial de los datos para identificar el comportamiento de las variables y los rangos de valores dentro de los que operan.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los \u00abgemelos digitales\u00bb se est\u00e1n convirtiendo en una tecnolog\u00eda emergente muy extendida en varias industrias, estando intr\u00ednsecamente vinculados con otros t\u00e9rminos en auge como la Industria 4.0 y los sistemas ciberf\u00edsicos. 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