Enfoque tecnológico: la tecnología del agua se vuelve más inteligente

Las empresas de servicios públicos que instalan sistemas de agua inteligentes pueden observar lo que sucede en tiempo real y confiar en las capacidades predictivas de los sistemas para evitar problemas antes de que sucedan. Foto cortesía de Xylem/Autoridad de Alcantarillado de Buffalo

A principios de diciembre de 2021, el Aeropuerto Internacional de Denver fue noticia en los EE. UU. después de que se rompiera una tubería de agua caliente un mes antes de que se completara un importante proyecto de expansión de la terminal. El agua hirviendo se derramó en los pisos y en la explanada del aeropuerto, causando daños por $50 millones y un retraso de nueve meses en el proyecto.

Si bien el derrame en DIA es un ejemplo dramático de los problemas que puede causar el agua en los lugares equivocados, no es un caso aislado, particularmente en proyectos de construcción. Según HSB, una aseguradora especializada global, los daños por agua son la segunda causa más frecuente de pérdidas durante los proyectos de construcción. Y las primas de seguros solo han subido.

"Los reclamos por daños causados ​​por el agua como resultado de fallas de plomería representan aproximadamente la mitad de todos los reclamos de riesgo de los constructores", dice Chris Burns, presidente de Technical Risk Underwriters (TRU), un suscriptor especializado en seguros de riesgo de construcción. Los grifos que gotean, los inodoros, los sistemas de riego mal configurados y la mano de obra defectuosa pueden causar pequeños derrames que, si no se detectan rápidamente, pueden provocar daños importantes. "Los deducibles por daños causados ​​por el agua son exponencialmente más altos hoy que hace algunos años", agrega Burns. Como resultado, algunas empresas de construcción y diseño están comenzando a utilizar sistemas de agua inteligentes en sus edificios para protegerse contra el aumento de los deducibles y los costos de las primas.

Durante décadas, los servicios de agua y aguas residuales han utilizado sistemas de agua inteligentes que desean determinar cuándo se producen fugas en sus sistemas y abordar los problemas rápidamente. Los sensores han reducido el desperdicio y han resultado en ahorros financieros significativos para las empresas de servicios públicos que los utilizan.

Pero la tecnología de agua inteligente, para servicios públicos de agua o en edificios, se ha vuelto mucho más inteligente en los últimos cinco años, dicen fuentes de la industria. El rápido auge de la inteligencia artificial y su capacidad para predecir el uso del agua y otros patrones, combinado con un mayor desarrollo de las tecnologías de Internet de las cosas (IoT), ha llevado a una explosión de pequeñas empresas emergentes que brindan soluciones para abordar no solo las fugas, sino también optimizar planificación y tratamiento de capital.

"Existen muchas compañías asombrosas con las que asociarse que están proponiendo estas nuevas tecnologías increíbles para tener en cuenta, y es difícil mantenerse al día con todo eso", dice Jake Walsh, ingeniero jefe asistente de planificación en San Jose Water. en California.

La abundancia de opciones puede hacer que la cabeza de los tomadores de decisiones dé vueltas. "Hay miles de productos, aplicaciones y características dentro de los conjuntos de productos", dice Tim Braun, vicepresidente de soluciones empresariales de Xylem, un proveedor de tecnologías de agua inteligente. "Es un espacio muy fragmentado. Creo que es confuso para muchas empresas de servicios públicos cómo ensamblar todo eso". Además, los diferentes sistemas a menudo no se comunican entre sí.

La esperanza entre las empresas de la industria es que la integración de estos sistemas permita a los usuarios desbloquear los beneficios de los datos compartidos en diferentes silos. Pero el mercado aún no ha llegado, dice Braun. "Tenemos mucho trabajo por hacer".

desarrolladores y equipos de proyecto para seleccionar ubicaciones para medidores de flujo y válvulas inteligentes para que puedan identificar fugas y cerrarlas antes de que se conviertan en un problema. Esquema cortesía WINT*Click en la imagen para mayor detalle

La cantidad de nuevas empresas que ofrecen soluciones inteligentes de agua es realmente alucinante. Muchos de ellos usan IA para descubrir patrones en los datos recopilados de medidores de flujo ubicados estratégicamente en edificios, o en varios lugares en plantas de tratamiento de agua y aguas residuales y sistemas de alcantarillado. Los cambios o interrupciones en los patrones activan una advertencia para el personal clave o cierran las válvulas de agua para que se pueda reparar una fuga. El objetivo final es que la IA prediga cuándo es probable que ocurra una fuga, lo que permite a los operadores realizar las reparaciones necesarias antes de que se produzcan daños.

Y existen razones prácticas para que los contratistas consideren este tipo de inversiones en tecnología. WINT Water Intelligence, un proveedor de herramientas de gestión de agua y prevención de fugas para edificios, anunció en abril que había formado una sociedad con HSB para brindar cobertura de hasta $250,000 a empresas de construcción y desarrolladores que instalan WINT en sus proyectos.

"Nuestros clientes, tanto los GC como los desarrolladores, han estado expresando su preocupación por el costo de los deducibles por daños causados ​​por el agua y el impacto que puede tener en su negocio", dice Yaron Dycian, director de estrategia y productos de WINT. "Cuando el agua ingresa a los edificios, en promedio, una cuarta parte del agua se desperdiciará".

Toll Brothers ha estado usando los productos de WINT en edificios residenciales multifamiliares durante aproximadamente tres años y obtiene un 10% de descuento en las primas de seguro de riesgo con TRU para cualquier proyecto que instale los sistemas de WINT. Después de probar la tecnología en un proyecto multifamiliar en Massachusetts, el gigante inmobiliario tomó la decisión de incorporar la tecnología de WINT en toda la empresa en los proyectos futuros.

Matt Windisch, vicepresidente adjunto de gestión de riesgos de Toll Brothers, dice que Toll Brothers, como organización, reconoció el valor no solo de la reducción de los pagos por daños causados ​​por el agua, sino también de los retrasos relacionados y las órdenes de cambio durante el proceso de construcción. Él explica que es importante incorporar estos sistemas de agua inteligente desde el principio en un proyecto. "Cuanto más tarde introduces el concepto en el proceso de diseño... realmente trae muchos problemas potenciales que son muy evitables". Agregar elementos al diseño de un proyecto durante la fase de construcción, explica, puede generar cambios en las órdenes o preguntas durante la inspección. "Lo aprendimos de la manera difícil. Como todo, es un proceso de aprendizaje", dice Windisch.

Burns de TRU dice que las tecnologías de agua inteligente han evolucionado rápidamente en solo unos pocos años. Históricamente, los sistemas usaban sensores que se sujetaban al exterior de las tuberías. "La tecnología ha avanzado mucho mediante el uso de sensores en línea y válvulas de cierre remotas". Esos desarrollos han demostrado ser revolucionarios, dice. TRU ahora requiere que las empresas instalen algún tipo de sistema de detección de flujo de agua como condición mínima para asumir el riesgo de muchos de sus grandes proyectos de edificios comerciales.

A medida que las tecnologías continúen madurando, más empresas que trabajan en el sector de la construcción las incorporarán a sus proyectos, dice Burns. "Creo que estamos a solo unos años de que los sistemas de detección de flujo de agua se conviertan en un estándar de la industria para grandes proyectos de construcción comercial en los EE. UU."

Las tecnologías de agua inteligente también están ahora en el radar de las empresas de servicios públicos de agua, aunque muchas todavía están sopesando sus opciones. "Hay muchas empresas de servicios públicos con visión de futuro que están utilizando estas herramientas", dice Barry Liner, director técnico de Water Environment Federation. Pero es menos probable que suceda en empresas de servicios públicos más pequeñas y con problemas de liquidez. “Estamos viendo la adopción en empresas de servicios públicos más grandes, más avanzadas y más innovadoras porque tienen un personal enfocado en la innovación, están probando cosas y se mantienen al día con lo que sucede en el mundo”, dice Liner. "Las empresas de servicios públicos más pequeñas no tienen la profundidad de los recursos".

San Jose Water probó una solución de inteligencia artificial para monitorear el rendimiento de aproximadamente 100 de sus medidores de flujo compuestos. Los medidores de flujo compuestos combinan medidores de flujo alto y bajo en un solo dispositivo, con una válvula de cruce para administrar las fluctuaciones en función de los flujos del nivel del agua. "Descubrimos que la herramienta basada en IA nos permite comprender dónde teníamos problemas con el cruce que estaba ocurriendo... fue bastante revelador para nosotros", dice Walsh. Actualmente, San Jose Water está evaluando varias soluciones de inteligencia artificial que van más allá de la medición en la gestión de activos, incluida la supervisión de la actividad y el estado de los equipos de bombeo de agua.

Durante los últimos años, San Jose Water ha instalado varios sensores de vibración, temperatura y otros en su equipo de bombeo. Pero es difícil llegar a decisiones procesables porque los sensores individuales proporcionan flujos de datos dispares y deben analizarse por separado, dice. La tecnología de inteligencia artificial podría facilitar la identificación de problemas incluso antes de que ocurran, agrega. "Creemos que el análisis predictivo nos ayudará a reducir las fallas no planificadas de bombas y motores. Nos ayudará a reducir los costos operativos [y] las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con menos bombeo".

Las soluciones digitales también se pueden utilizar para optimizar el uso de equipos y tratamientos químicos. Por ejemplo, el equipo de soplado de bombas en una instalación de recuperación de recursos energéticos a menudo está configurado para funcionar de forma continua. "Pero es posible que no necesite esa demanda todo el tiempo", dice Liner. Las herramientas de IA pueden usar el aprendizaje automático para identificar la demanda real y ajustarse a ella. Las empresas de servicios públicos que adoptan soluciones de inteligencia artificial para las optimizaciones de soplado están viendo un promedio de ahorro del 30 % en sus costos de energía, dice.

Los servicios públicos de agua y aguas residuales están descubriendo que pueden reducir los costos de capital mediante el uso de tecnología inteligente para evitar reemplazar equipos e infraestructura antes de que se necesiten. Fotografía cortesía de Xylem/Buffalo Sewer Authority

Muchas grandes empresas de ingeniería también están ahora en el mercado del agua inteligente, como proveedores de soluciones. Gregg Kennedy, vicepresidente de la plataforma de agua digital de Jacobs, dice que, anteriormente, Jacobs se centraba principalmente en los servicios de ingeniería y construcción. "Pero con algunas de las adquisiciones que hemos hecho y algunos de los nuevos productos que hemos desarrollado o co-desarrollado, ahora nos encontramos dedicando tiempo a la gestión de activos y operaciones [trabajo] con clientes de servicios públicos".

Kennedy agrega que Jacobs puede usar su tamaño y las lecciones aprendidas trabajando con diferentes clientes para trabajar con empresas de servicios públicos más pequeñas.

Por ejemplo, Jacobs actualmente brinda servicios de operación y mantenimiento a una planta de tratamiento de aguas residuales municipales y un sistema de desbordamiento de alcantarillado combinado para una pequeña empresa de servicios públicos en Delaware.

Aunque por lo general no cuentan con suficientes recursos, Kennedy dice que los sistemas de agua más pequeños a veces pueden tener una ventaja sobre los más grandes, porque sus sistemas son menos complejos y toman menos tiempo para poner en funcionamiento la nueva tecnología que los de los sistemas más grandes. Y Jacobs no es la única empresa que ofrece soluciones digitales de agua. "En pocas palabras, si no tiene una oferta de servicios digitales, entonces ya no es tan atractivo para los clientes", dice Kennedy.

En medio de estos cambios, las empresas tecnológicas más grandes en el mercado del agua han seguido engullendo nuevas empresas, ampliando sus capacidades y proporcionando economías de escala para las tecnologías emergentes. Xylem anunció en enero un acuerdo de 7500 millones de dólares para adquirir Evoqua Water Technologies, con sede en Pittsburgh, Pensilvania. La transacción fue solo la última de una serie de adquisiciones por parte de la compañía, que también incluye al desarrollador de sensores Aanderaa Data Instruments, con sede en Valencia, España, en 2011, y al proveedor de soluciones inteligentes EmNet, con sede en South Bend, Indiana, en 2018.

Braun de Xylem dice que las adquisiciones están permitiendo a la empresa impulsar la adopción de tecnologías digitales en el sector del agua y ofrecer un enfoque One Water.

Por lo general, las tecnologías de agua inteligente han estado tan aisladas como el propio sector del agua, dice Braun. Con los contribuyentes y las misiones públicas impulsándolos, los servicios públicos de agua han tardado mucho en adaptarse al cambio o, en el caso de los servicios públicos más pequeños, han sido incapaces de hacerlo. Como resultado, se han desarrollado herramientas personalizadas para diferentes funciones y departamentos.

Lo que se necesita es una forma más holística de ver todos los flujos de datos entre departamentos, dice Braun. Estos sistemas tradicionalmente no han podido comunicarse entre sí de una manera que pudiera ayudar a las empresas de servicios públicos a evitar la duplicación de esfuerzos. "Lo juro, escuchamos cada semana [de los clientes] que quieren un inicio de sesión único", señala Braun.

Pero ahora los proveedores de tecnología del agua están comenzando a ofrecer una mayor integración de datos en diferentes funciones de servicios públicos. Esta integración permite que las empresas de servicios públicos vean todos sus conjuntos de datos al mismo tiempo para comprender mejor todo el ciclo del agua.

Y con una adopción más amplia de sistemas integrados, los proveedores de tecnología pueden comenzar a buscar una mayor automatización. "¿Cómo podemos usar el aprendizaje automático y la IA para encargarnos realmente de algunas de las tareas que hemos estado haciendo y que ya no deberíamos tener que hacer manualmente?" pregunta el Kennedy de Jacob.

Jennifer Baldwin, líder de crecimiento estratégico de Digital OneWater en Jacobs, agrega: "Creo que hacia donde realmente nos dirigimos es... ayudar a las empresas de agua a poder actualizar sus instalaciones de manera más eficiente, completar todos sus informes regulatorios y todo lo demás". Con tantos operadores y personal de las empresas de servicios públicos acercándose a la edad de jubilación, existe un riesgo real de perder el conocimiento institucional. Las soluciones digitales pueden ayudar a llenar los vacíos de conocimiento que se avecinan. "No estamos diciendo que las máquinas se hagan cargo pronto. Pero usar el aprendizaje automático y la IA [puede] ayudarnos a tomar decisiones más rápido y operar las instalaciones de manera más eficiente".