Digitale watertechnologieën hebben het potentieel om veerkrachtige waterbedrijven te creëren die kunnen reageren op onvoorspelbare weerpatronen, zegt Adam Wood, chief product officer, InfoTiles.
Droogte in de zomer van 2022 en de verwoestende overstromingen in sommige regio's van Europa slechts een jaar eerder, hebben de noodzaak aangetoond van digitale watertechnologieën die nutsbedrijven en gemeenten kunnen helpen veerkrachtiger te worden.
Evaluatie en vermindering van watergebruik, overstromingsbeheer en -respons, gezondheid van stroomgebieden en activabeheer zijn allemaal activiteiten waarbij digitale gegevensverzameling en -analyse kan helpen om veel robuustere systemen te leveren voor water, mensen en het milieu. InfoTiles werkt samen met gemeenten in Noorwegen om synergieën te creëren op al deze kritieke gebieden, die kunnen worden beheerd vanaf één gecentraliseerd platform dat op afstand toegankelijk is.
Huishoudelijk watergebruik
Extremer weer en een verwachte toename van droogte in heel Europa betekent dat de watervoorziening onvoorspelbaarder wordt. Om de watervoorziening veilig te stellen, is de gemeente Molde in Noorwegen een project gestart waarbij slimme watermeters worden gebruikt, samen met sensoren in het aangesloten leidingnetwerk, om het huishoudelijk en gemeentelijk waterverbruik te evalueren. Het doel is om deze gegevens door te sturen naar het centrale dataplatform InfoTilesom voor het eerst het huishoudelijk en gemeentelijk waterverbruik op granulair niveau in kaart te brengen - voor zowel consumenten als waterbeheerders.
Deze technologie helpt consumenten niet alleen om hun huishoudelijk waterverbruik beter te begrijpen en te verminderen, maar helpt waterbeheerders ook om ongewoon hoog verbruik te detecteren en lekken op te sporen, hetzij in een woning of in de aangesloten leidingen. Hierdoor kan de gemeente het drinkwaternetwerk beter onderhouden en reparaties efficiënter uitvoeren.
Er worden twee Internet of Things (IoT)-technologieën gebruikt om gegevens van de meters en sensoren over te brengen naar het centrale dataplatform van InfoTiles, waar ze kunnen worden geanalyseerd en opgevraagd door waterbeheerders. Het gaat om transmissie via een long-range wide area network (LoRaWAN), een draadloos telecommunicatienetwerk dat gegevens over lange afstanden overdraagt, en een smalband IoT (NB-IOT), dat gegevens overdraagt via mobiele netwerken.
Riviergezondheid en reactie op overstromingen
De technologie kan ook worden gebruikt om de gezondheid van rivieren en wateronttrekkingen te beoordelen. Sensoren worden op strategisch belangrijke punten geplaatst om gegevens over de waterkwaliteit te verzamelen, waaronder het waterpeil, het gehalte aan voedingsstoffen en de vochtigheid van de bodem. In combinatie met openbaar beschikbare weergegevens van nationale meteorologische agentschappen, zoals neerslag en temperatuur, kunnen nieuwe inzichten worden benut voor waterbeheerders.
Deze aanpak heeft het potentieel om veel verder te gaan, door niet alleen gegevens van één rivierlocatie vast te leggen, maar van een heel stroomgebied. Het vastleggen en analyseren van dergelijke gegevens zal van onschatbare waarde blijken bij het beperken en zelfs voorkomen van grote schade en leveringsonderbrekingen als gevolg van onvoorspelbare overstromingen.
Machine-learning wordt ook gebruikt om de gegevens van het hele stroomgebied te combineren met meteorologische gegevens. Met dit type kunstmatige intelligentie kunnen softwaretoepassingen nauwkeuriger worden in het voorspellen van resultaten in de loop van de tijd, zonder dat ze daar expliciet voor geprogrammeerd zijn.
De machine-learning algoritmen gebruiken historische en geanonimiseerde gegevens, waaronder datasets van andere rivieren waar overstromingsbeperking al bestaat, als uitgangspunt om toekomstige resultaten te voorspellen. Alle verzamelde gegevens van nieuwe sensorpunten worden in de software ingevoerd, waardoor een steeds nauwkeuriger beeld van het stroomgebied wordt opgebouwd, zodat gebruikers handelen op basis van feiten en niet op basis van aannames. Machine learning verwerkt voortdurend gegevens en creëert zo een verfijnd model dat op granulair of schaalbaar niveau kan handelen.
Dit systeem wordt toegepast in de stad Lillestrøm, Noorwegen, aan de rivier de Leira, waar een hoog overstromingsrisico bestaat en een snelle reactie vereist is om grote structurele schade en uitval van openbare voorzieningen te voorkomen.
Met de gegevens die via het platform InfoTileszijn verzameld, kan de gemeente bijdragen aan de ontwikkeling van waarschuwingssystemen. Hierdoor kunnen hulpverleners effectiever worden gemobiliseerd, kunnen afsluitingen van integrale bruggen worden gepland en kunnen verwarmingsberichten tijdig worden vrijgegeven.
Door het gedrag van rivieren te voorspellen en het niveau tot op 50 mm nauwkeurig te volgen, kunnen autoriteiten het overstromingsrisico inschatten en zien hoe het zich in realtime ontwikkelt. Ze kunnen ook nauwkeuriger voorspellen wanneer een overstroming 6 tot 12 uur van tevoren kan plaatsvinden en welk type reactie vereist is.
Volgens de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling richten overstromingen wereldwijd elk jaar voor meer dan 40 miljard US dollar schade aan, dus het is begrijpelijk dat waterbedrijven en gemeenten met een gevoel van urgentie werken aan het verbeteren van processen en activiteiten, zodat ze klaar zijn voor een onvoorspelbare toekomst.
Hoe InfoTiles product werkt
Vermogensbeheer
Hetzelfde platform kan ook gegevens vastleggen die de waarschijnlijkheid van kritieke storingen in de water- en afvalwaterinfrastructuur en -bronnen laten zien, waaronder zuiveringsstoringen, riooloverstorten, defecte apparatuur en schade aan de infrastructuur.
Door gegevens vast te leggen die de gezondheid en effectiviteit van bedrijfsmiddelen continu evalueren, kunnen waterbeheerders potentiële problemen anticiperen, opsporen en oplossen voordat ze zich voordoen en kunnen onderhoudsteams en investeringen veel efficiënter worden ingezet.
Bovendien is het mogelijk om deze acties op afstand uit te voeren met behulp van draagbare apparaten zoals tablets of mobiele telefoons, waarmee de meeste mensen nu zeer vertrouwd zijn. Waterbeheerders en andere gebruikers kunnen fysiek zien wat de gegevens hen vertellen, waar ze ook zijn.
Deze voorbeelden laten zien dat de echte kracht van het gebruik van digitale watertechnologieën ligt in de bruikbaarheid van een centraal gegevensplatform en de mogelijkheid om gegevens over alle bedrijfsmiddelen en activiteiten te modelleren, visualiseren en presenteren, toegankelijk voor alle relevante medewerkers.
Tempo van verandering
In water en afvalwater worden digitale technologieën ingezet om gegevens te benutten en processen in een ongekend tempo te transformeren. De digitale transformatie van de waterindustrie wordt door de International Water Association omschreven als "een transformatie om de processen en operationele efficiëntie te optimaliseren".
De vereniging zegt,
"De ontwikkeling van nieuwe systemen vindt plaats tegen de achtergrond van cyberfysieke systemen, digitalisering en big data, waarbij software, sensoren, processoren, communicatie- en besturingstechnologieën steeds meer worden geïntegreerd om gefundeerde beslissingen mogelijk te maken in een steeds veranderende, complexe en onzekere wereld."
Investeringen in digitale watertechnologieën nemen een hoge vlucht. Volgens Global Water Intelligence zal er tussen 2018 en 2030 405 miljard dollar worden uitgegeven aan nieuwe waterinfrastructuur en 178 miljard dollar aan renovatie. Vanwege het potentieel van digitale watertechnologieën om nieuwe niveaus van hulpbronnenefficiëntie te ontsluiten in nieuwe infrastructuur en renovatie, zal de markt tegen 2025 naar verwachting 63 miljard dollar bereiken.
In de nabije toekomst zal het de norm worden voor alle waterbedrijven over de hele wereld om tot op zekere hoogte digitaal getransformeerd te zijn. Het goede nieuws is dat de digitale watertechnologieën die nodig zijn om de uitdagingen van vandaag aan te pakken er al zijn en dat vooruitdenkende waterbedrijven deze innovaties omarmen als middel om een duurzame watertoekomst voor hun bevolking te creëren.
Het artikel is ook gepubliceerd in Tijdschrift voor de procesindustrie.