El sistema de alcantarillado combinado de la ciudad de Richmond se remonta al siglo XIX y actualmente da servicio a una población de casi 230.000 habitantes. Es la más grande del estado y tiene un área de drenaje de 19 millas cuadradas con 25 cascadas. Durante décadas, el Departamento de Servicios Públicos de Richmond ha estado trabajando para reducir los desbordamientos de alcantarillado combinados (CSO) que afectan a la comunidad y a la calidad de vida en general. En 2020, la Asamblea General de Virginia encargó a Richmond que actualizara su Plan de Control CSO para julio de 2024 y completara la construcción del nuevo plan para julio de 2035, lo que pone de relieve la importancia de este proyecto.
Desafío
La Asamblea General también exigía la creación de un plan provisional (para proyectos a corto plazo que pudieran iniciarse en el plazo de un año desde la presentación del plan) que debía completarse antes del 1 de julio de 2027. El objetivo era realizar mejoras cuantificables y positivas tanto en los costes operativos como en la calidad general del agua. Esto iba seguido de un nuevo plan final que se presentó en junio de 2024.
Históricamente, Richmond se había basado en un modelo hidráulico estático para identificar y cuantificar los desbordamientos combinados del sistema de alcantarillado. Sin embargo, este método no siempre es preciso porque no tiene en cuenta factores críticos que puedan afectar al sistema de aguas residuales, como los cambios de población, la disparidad de las lluvias en toda la ciudad y las actualizaciones o degradaciones del sistema. La ciudad empezó a abordar estas limitaciones en 2018 cuando se asoció con Xylem para instalar una serie de sensores en tiempo real en toda la red de tuberías para aumentar la visibilidad de su sistema de alcantarillado combinado.
Richmond recurrió a Xylem una vez más para este proyecto, ya que necesitaba un socio con la tecnología y experiencia específicas para ayudarles a analizar sus datos, proporcionar información procesable y hacer recomendaciones de proyectos justificables.
Solución
La ciudad utiliza un sistema de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real (RT-DSS), basado en la plataforma Xylem Vue y su aplicación de gestión de redes unificadas. Esta solución digital proporciona al personal de campo y a los operadores recomendaciones basadas en reglas y lógicas de previsión, incluidos los puntos de desbordamiento y el volumen, las condiciones meteorológicas actuales, la disparidad de las precipitaciones y la capacidad. Se puede acceder fácilmente a todos estos datos a través de una plataforma interactiva basada en web que puede personalizarse para visualizar los análisis y el estado del sistema en función de las necesidades de Richmond.
El panel de aplicaciones de gestión de redes unificadas de Xylem Vue predice el flujo a la planta durante las próximas 12 horas y ofrece orientación a la ciudad de Richmond sobre si se debe usar o no un sistema UV para clima húmedo.
El RT-DSS combina datos en tiempo real, modelos hidráulicos e hidrológicos y análisis de datos de Xylem. Esta combinación de datos tanto en tiempo real como modelados proporciona condiciones operativas optimizadas para varios sitios de control en tiempo real diseñados para captar más caudal. Además, al integrar los controles de estos sitios para permitir la inteligencia de todo el sistema, donde los sitios comparten sus capacidades y limitaciones, la ciudad de Richmond maximiza la captura del flujo meteorológico húmedo y minimiza los desbordamientos de alcantarillado combinados.
Resultados
En la actualidad, Richmond está midiendo la respuesta en tiempo real de su sistema utilizando las condiciones meteorológicas actuales, así como identificando cuándo se produce un desbordamiento y realizando un seguimiento del volumen descargado. Estos datos recopilados también se han utilizado para proporcionar actualizaciones del modelo hidrológico e hidráulico (H&H) de la ciudad y mejorar su nivel de precisión.
Xylem aprovechó estos datos para realizar trabajos de modelado avanzados, ejecutando simulaciones para determinar qué proyectos tendrían el mayor impacto. Estos resultados se combinaron con evaluaciones de costes y beneficios adicionales para la comunidad específica del proyecto, el medio ambiente y las operaciones, para generar una lista de diez proyectos que se incluyeron en el Plan provisional de la ciudad para cumplir con la legislación.
Se espera que los proyectos identificados por la aplicación de Xylem Vue reduzcan el volumen anual de CSO en aproximadamente 182 millones de galones, con un coste medio de mitigación de solo 0,18 USD por galón, que es un 70 % inferior al de los proyectos de reducción de CSO anteriores.
Al aprovechar al máximo la infraestructura existente y proporcionar orientación operativa en tiempo real, Richmond pudo reducir el coste de su plan final de 1.300 millones de dólares a 575 millones de dólares, reduciendo así la carga financiera de sus contribuyentes. Además, Xylem ha desarrollado un mapa en línea accesible públicamente basado en datos en tiempo real del sistema que proporciona alertas para cualquier CSO que haya ocurrido en las últimas 48 horas. Este recurso identifica las áreas del río que han experimentado desbordamientos y permite a los residentes tomar decisiones informadas sobre cuándo y dónde planificar actividades en el río James.
El mapa en línea orientado al público desarrollado por Xylem y publicado recientemente por la ciudad de Richmond proporciona a los que buscan usar el río James información actualizada sobre la actividad reciente del CSO.
Junto con Xylem, Richmond ha establecido una visibilidad de la red en tiempo real en todo su sistema de alcantarillado para predecir los flujos, optimizar la capacidad y permitir una toma de decisiones inteligente y basada en datos de forma más precisa. Gracias al plan procesable que la ciudad tiene ahora, ha sido capaz de identificar soluciones más rentables y evitar tener que implementar infraestructuras innecesariamente caras. Ahora se encuentra en el camino hacia el cumplimiento de las normativas y hacia la consecución de resultados transformadores tanto para la empresa de servicios públicos como para la comunidad a la que presta servicio.