La estrategia global en materia de digitalización del Consorci Besòs Tordera

El Consorci Besòs Tordera, constituido en 1988 como administración pública de ámbito local responsable de la gestión de los sistemas públicos de saneamiento en la cuenca del río Besòs, tiene como principal misión el asegurar la buena calidad del río Besòs, receptor de los efluentes de los 28 sistemas de saneamiento que gestiona. Para ello, opera las plantas de tratamiento con criterios de eficiencia técnico-económica y dispone de una red básica de control y monitorización de los vertidos por desbordamiento del sistema de saneamiento.

Asimismo, como actor principal en el saneamiento urbano de la cuenca, el Consorci apuesta por la reutilización de los efluentes de las plantas depuradoras que gestiona. Fruto de esta estrategia, en el año 2018 elaboró y aprobó, a través de sus órganos de gobierno, el Plan Director de Agua Regenerada (PDAR), que establece el despliegue necesario de infraestructuras para hacer posible la reutilización de hasta 15,6 Hm3/año en la cuenca. Posteriormente, el Consorci obtuvo las autorizaciones de uso del agua regenerada por parte del organismo de cuenca, la Agencia Catalana del Agua (ACA), para el caudal tratado en sus plantas, y su inclusión en la Planificación Hidrológica y el Programa de Medidas a ejecutar en el horizonte temporal 2022-2027 por el ACA. 

Ámbito territorial del Consorci Besòs Tordera

Uno de los mayores retos actuales en el área metropolitana de Barcelona es gestionar la sequía que padece Cataluña, en un contexto de alta demanda y densidad poblacional. Para afrontar este desafío, es imprescindible adaptar la gestión del agua a los nuevos escenarios de cambio climático. El proyecto PAITIDA es la propuesta del Consorci para la digitalización del ciclo del agua en su ámbito. Se trata de uno de los proyectos financiados en la primera convocatoria del PERTE Digitalización del Ciclo del Agua en el marco del PRTR, y está actualmente en fase de ejecución. Tiene como objetivo principal la mejora de la eficiencia del ciclo del agua y la resiliencia frente a la amenaza del cambio climático mediante el incremento de la disponibilidad del recurso, la mejora de su calidad y la optimización de su gestión. 

PAITIDA incluye una treintena de actuaciones organizadas en tres ejes: un primer eje de modelización y sensorización; un segundo eje centrado en la redacción de proyectos para el incremento de la reserva hídrica; y finalmente un tercer eje focalizado en la creación de una plataforma digital de gestión que integrará los datos y procesos para optimizar la operación del sistema.

Para alcanzar estos objetivos, el proyecto incluye una treintena de actuaciones organizadas en tres ejes: un primer eje de modelización y sensorización, que permitirá la redacción de tres PIGSS (Planes Integrales de Gestión del Sistema de Saneamiento); un segundo eje centrado en la redacción de proyectos para el incremento de la reserva hídrica (ERA y recarga de acuíferos); y finalmente un tercer eje focalizado en la creación de una plataforma digital de gestión, que integrará los datos y procesos para optimizar la operación del sistema.  

Sin embargo, la digitalización comenzó mucho antes de la redacción de este proyecto. De hecho, este proyecto y los fondos PERTE permiten acelerar la ejecución de varias iniciativas que ya formaban parte del Plan Estratégico 2023 – 2027 del Consorci. Ya desde hace muchos años, el Consorci cuenta con sistemas automáticos de supervisión y control (SCADA) en sus Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) así como sistemas de control avanzado o aplicaciones para la gestión de todos sus procesos. Entre estas aplicaciones destacan Gica0, para gestión operativa y técnica, y Rosmiman, como GMAO para la gestión de activos. Además, dispone de una compleja red propia de comunicaciones desplegada por el territorio, que permite la conexión con todos los sistemas de control y sensórica. En 2020, el proceso de digitalización dio un paso más con el desarrollo de una prueba de concepto para la implantación del paradigma del gemelo digital en la operación y mantenimiento de las instalaciones. Esto se logró mediante el levantamiento BIM de algunos activos y la integración, a través de un middleware, de la información disponible en distintas aplicaciones y bases de datos, como el GMAO (para datos técnicos u operaciones de mantenimiento), el SCADA (para valores en tiempo real) y el Gica0 (datos de gestión y operación). Esta prueba de concepto permitió desarrollar una metodología de estandarización de la información en torno a los activos del Consorci, definiendo su estructura dentro del sistema de gestión del mantenimiento, la información disponible o su nomenclatura. Esta estandarización resulta crucial para la contextualización de la información y su futuro análisis. 

El objetivo final del proyecto PAITIDA es desarrollar una infraestructura inteligente mediante la aplicación de técnicas de Inteligencia Artificial, logrando así un gemelo digital completo de todo nuestro universo.

Además de todas las instalaciones de depuración y bombeos, gran parte de la red de colectores y alcantarillado ha sido digitalizada en GIS (SIGBesòs), y múltiples puntos de alivio al medio han sido sensorizados en cumplimiento del antiguo RD1290/2012. Asimismo, en los últimos años se ha trabajado en la calibración de los modelos hidráulicos e hidrológicos de la red de saneamiento y los modelos bioquímicos de los procesos de depuración. El siguiente paso es integrar toda esta información en una única plataforma y ampliar el proyecto a todo el ámbito de competencia del Consorci. En última instancia, se pretende abarcar todas las fases del ciclo del agua: desde el alcantarillado hasta la concentración y transporte del agua residual, su tratamiento de depuración, y eventualmente, su regeneración y entrega al medio o a usuarios de agua reutilizada.

Levantamiento BIM de una instalación

¿Y hacia dónde vamos con el proyecto PAITIDA? Pues hacia una infraestructura modelizada, integrando tanto los datos existentes como los modelos matemáticos de los procesos. El objetivo final es desarrollar una infraestructura inteligente mediante la aplicación de técnicas de Inteligencia Artificial (IA), logrando así un gemelo digital completo de todo nuestro universo. 

La solución propuesta consiste en una herramienta de gestión integral, basada en tecnologías Open Source y con un enfoque agnóstico, garantizando el acceso a toda la información disponible y la extracción de datos desde múltiples fuentes. Además, su diseño está pensado para facilitar la evolución de la plataforma y optimizar su mantenimiento. 

Modelado hidráulico de la red de saneamiento

Un elemento clave de la plataforma será un datalake que integrará la información de los distintos sistemas y bases de datos de la organización, garantizando la coherencia y calidad de los datos, así como la eliminación de duplicidades. Para ello la solución deberá garantizar la interoperabilidad con todos los sistemas existentes, permitiendo la conexión con cualquier dispositivo o aplicación a través de un middleware, sin depender de la capa de captura de información. Su arquitectura modular y escalable permitirá ampliar la plataforma a más sistemas de saneamiento y gestionar volúmenes crecientes de datos.

Para adaptarse a distintos perfiles de usuario, la plataforma será altamente personalizable, permitiendo la configuración de visualizaciones, alarmas, indicadores y reglas de negocio. Contará con un entorno Low Code, facilitando la adaptación a necesidades específicas sin requerir conocimientos avanzados de programación. Además, será compatible con múltiples dispositivos (ordenadores, tabletas y móviles), garantizando el acceso a la información necesaria para cada usuario, independientemente de las herramientas con las que trabaje. 

El Gemelo Digital completo de todo el sistema de saneamiento, junto con la información validada y contextualizada en el datalake, posibilitará la creación de una plataforma de gestión y un Sistema de Ayuda a la Decisión con las funcionalidades necesarias para la gestión del recurso en toda la cuenca.

El Gemelo Digital de esta plataforma es una evolución de la prueba de concepto implementada previamente en alguna de las EDAR gestionadas por el Consorci. En esta nueva fase, no solo se abarcará el sistema completo —desde la red de alcantarillado hasta el efluente tratado en el río, pasando por la red de colectores y el tratamiento en la EDAR —, sino que además integrará un modelo integral que combinará el modelo hidráulico y de calidad de la red de saneamiento, los modelos bioquímicos de las plantas de tratamiento y el modelo hidrológico del río. El objetivo de este modelo es predecir el desbordamiento del sistema y su impacto en la massa de agua, además de evaluar y proponer medidas para mitigar estos efectos. Para ello, se desarrollarán modelos basados en IA que permitirán conectar los distintos procesos sin necesidad de ejecutar cada simulación en su software específico, agilizando así los tiempos de respuesta. 

El Gemelo Digital completo de todo el sistema de saneamiento, junto con la información validada y contextualizada en el datalake, posibilitará crear una plataforma de gestión y un Sistema de Ayuda a la Decisión con las funcionalidades necesarias para la gestión del recurso en toda la cuenca. Esto garantizará una gestión eficiente del recurso en toda la cuenca y facilitará el cumplimiento de los requisitos de control y monitorización establecidos en el nuevo marco normativo del RD 665/2023, que modifica el RDPH vigente. Entre las funcionalidades principales destacan el visor de activos, la monitorización en tiempo real, el sistema de alerta y la gestión del matenimiento. 

El Gemelo Digital completo de todo el sistema de saneamiento, junto con la información validada y contextualizada en el datalake, posibilitará la creación de una plataforma de gestión y un Sistema de Ayuda a la Decisión con las funcionalidades necesarias para la gestión del recurso en toda la cuenca.

El visor de activos permitirá geolocalizar todos los elementos del sistema y, al estar conectado con el datalake, ofrecerá a los usuarios toda la información relevante relacionada con cada activo sin necesidad de navegar entre múltiples aplicaciones. 

La Monitorización en Tiempo Real facilitará el seguimiento de toda la red de saneamiento y los procesos de depuración, proporcionando información adicional a la disponible en un SCADA convencional. Además, incorporará herramientas avanzadas de análisis de datos e IA que permitirán, por ejemplo, detectar comportamientos anómalos o generar recomendaciones de operación. 

El Sistema de Alerta, basado en el Gemelo Digital, no solo activará avisos ante eventos extremos, como lluvias o vertidos, sino que también permitirá ejecutar simulaciones y predicciones en periodos de tiempo seco. Esto facilitará la planificación operativa y la evaluación de estrategias alternativas de gestión. 

Por último, la plataforma optimizará la gestión del mantenimiento, incorporando soluciones para la movilidad y fomentando la colaboración entre usuarios. Esto permitirá, por ejemplo, la programación de tareas que no son propias del mantenimiento, pero cuyo registro y seguimiento son importantes para la gestión, como por ejemplo las tareas relacionadas con la operación de los sistemas de saneamiento o el mantenimiento realizado por el personal externo que explota las instalaciones.