Woda pod kontrolą. Cyfryzacja w służbie nowoczesnej gospodarki wodnej
Pexels.comRosnące wyzwania związane z deficytem wody i kosztami energii sprawiają, że zakłady produkcyjne w coraz większym stopniu sięgają po rozwiązania Przemysłu 4.0. Szacuje się, że 30–40% kosztów operacyjnych oczyszczalni ścieków pochłania energia elektryczna, a w zakładach spożywczych nawet 70% zużycia wody przypada na procesy mycia i płukania instalacji. W takich warunkach technologie cyfrowe stają się narzędziem nie tylko optymalizacji, ale i bezpieczeństwa – umożliwiają bieżące monitorowanie kluczowych parametrów i ograniczanie strat wody do 30%.
Powiązane firmy
Deficyt wody jest dziś jednym z największych globalnych ryzyk, mających poważne konsekwencje gospodarcze i społeczne. Jej niedobory dotykają nie tylko gospodarstw domowych, ale też przemysł, rolnictwo i usługi, wpływając na stabilność całych łańcuchów dostaw. W tym kontekście cyfrowa transformacja i automatyzacja stają się niezbędnym narzędziem pozwalającym lepiej zarządzać tym cennym zasobem.
– Najnowsze rozwiązania technologiczne stanowią fundament transformacji cyfrowej sektora wod-kan. Dzięki zaawansowanym czujnikom i platformom analitycznym przedsiębiorstwa mogą śledzić stan urządzeń, przewidywać awarie i optymalizować wydajność systemów. Coraz więcej firm dostrzega strategiczną wartość cyfryzacji – według raportu AWWA z 2025 roku strategię cyfrową posiada już 40% przedsiębiorstw wodociągowych, wobec 24% rok wcześniej – wskazuje Aleksandra Banaś, prezes ifm electronic.
Automatyzacja jako źródło optymalizacji
Cyfrowa rewolucja w gospodarce wodnej nie polega jedynie na zastępowaniu tradycyjnych urządzeń nowoczesnymi czujnikami. Kluczowa jest integracja danych, ich analiza i wykorzystanie do podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym. Technologie takie jak IO-Link umożliwiają przesyłanie szczegółowych danych procesowych i diagnostycznych, dzięki czemu przedsiębiorstwa mogą monitorować stan instalacji, przewidywać awarie i unikać kosztownych przestojów.
– Wdrożenie IO-Link pozwala na wzrost wydajności do 35% i obniżenie kosztów nawet o 60% – dzięki ograniczeniu liczby komponentów, szybszemu montażowi i uproszczonej konfiguracji. To szczególnie ważne w kontekście energetyki: szacuje się, że koszty energii mogą stanowić nawet 30–40% kosztów operacyjnych oczyszczalni ścieków. Podobne wyzwania dotyczą przemysłu spożywczego, gdzie procesy produkcyjne i mycia linii technologicznych odpowiadają za około 15% całkowitego zużycia energii i znaczną część zużycia wody w zakładzie, w zależności od typu zakładu, stopnia automatyzacji i procesu. Każde usprawnienie w tym obszarze ma więc bezpośrednie przełożenie na budżety przedsiębiorstw i taryfy dla mieszkańców – wyjaśnia Piotr Szopiński, kierownik działu technicznego w ifm electronic.
Czujniki i pomiary
W oczyszczalniach ścieków, zakładach uzdatniania wody oraz w przemyśle spożywczym, gdzie woda stanowi kluczowe medium procesowe, duże znaczenie mają czujniki ciśnienia, przepływu, poziomu i jakości wody. To od ich precyzji i niezawodności zależy ciągłość pracy instalacji, bezpieczeństwo środowiskowe, a w przypadku produkcji żywności – również jakość i bezpieczeństwo produktów. Wymagania wobec takich urządzeń są wyjątkowo wysokie: muszą pracować w środowisku narażonym na korozję, kontakt z agresywnymi chemikaliami i gwałtowne zmiany temperatury, a w branży spożywczej – spełniać dodatkowo rygorystyczne normy higieniczne.
Coraz większe znaczenie mają więc czujniki wyposażone w membrany ceramiczne, odporne na ścieranie, chemikalia i wysoką temperaturę, zdolne do bardzo precyzyjnych pomiarów. Sprawdzają się one zarówno przy monitorowaniu ciśnienia w gęstych osadach w oczyszczalniach, jak i podczas pomiarów w układach CIP/SIP w browarach, mleczarniach czy zakładach przetwórstwa napojów. Równie istotne są elektroniczne przepływomierze, które umożliwiają kontrolę przepływu wody pitnej, ścieków technologicznych i mediów procesowych – od wody chłodzącej po roztwory myjące – pozwalając na optymalizację zużycia energii, środków chemicznych i wody.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
– Współczesne czujniki pełnią funkcję znacznie wykraczającą poza klasyczne monitorowanie parametrów. Dzięki cyfrowym interfejsom, takim jak IO-Link, generują one dodatkowe dane diagnostyczne, które umożliwiają wczesne wykrywanie odchyleń. Informacje te mogą być przesyłane do systemów analitycznych, takich jak platforma IIoT moneo, które integrują dane z wielu punktów pomiarowych i umożliwiają zaawansowane analizy. W rezultacie operatorzy zyskują nie tylko podgląd bieżącej sytuacji, ale także narzędzie do prognozowania przyszłych zdarzeń – od awarii pomp po zwiększone zużycie energii – podkreśla Szopiński.
Predykcja i AI w praktyce
Cyfrowe czujniki i systemy analityczne otworzyły drogę do kolejnego etapu transformacji – wykorzystania sztucznej inteligencji w praktyce eksploatacyjnej. Algorytmy predykcyjne pozwalają dziś na lepsze planowanie prac utrzymaniowych i optymalizację pracy całych instalacji pod kątem zużycia energii i stabilności procesów. W efekcie przedsiębiorstwa mogą ograniczać ryzyko nieplanowanych przestojów i równocześnie obniżać koszty.
Z tych możliwości coraz częściej korzysta także przemysł spożywczy, gdzie niezawodność urządzeń i higiena procesów mają kluczowe znaczenie. Przykładem jest zakład mleczarski w Stanach Zjednoczonych, który wdrożył system moneo od ifm wraz z czujnikami LDL, TP/TS i IO-Link do monitorowania temperatury, ciśnienia i przewodności w rurach i zbiornikach oraz predykcji awarii. Dzięki analizie danych w czasie rzeczywistym udało się skrócić czas cyklu CIP o 20 minut dziennie, co zwiększyło czas produkcji, oraz osiągnąć oszczędności rzędu 38 000 USD rocznie dzięki redukcji zużycia chemikaliów i wody. Dodatkowo zastosowanie IO-Link pozwoliło zmniejszyć koszty systemu o 60% poprzez ograniczenie instalacji i okablowania przy jednoczesnym poprawieniu kontroli procesu.
Realne korzyści
Cyfryzacja i automatyzacja w gospodarce wodnej nie są już tylko dodatkiem do tradycyjnych procesów – stają się kluczowym elementem strategii operacyjnej. Monitorowanie parametrów w czasie rzeczywistym, predykcja awarii i wykorzystanie danych diagnostycznych pozwalają ograniczać koszty, oszczędzać wodę i energię oraz zwiększać niezawodność całych systemów. W ten sposób przedsiębiorstwa wodociągowe i przemysł spożywczy mogą sprostać rosnącym wymaganiom środowiskowym, regulacyjnym i ekonomicznym, jednocześnie budując bardziej zrównoważoną i odporną infrastrukturę.
Źródło: ifm
