Woda pod czujnym okiem technologii

Cyfrowe zarządzanie infrastrukturą daje spore korzyści. Przekonują się o tym zakłady wodociągowe.

Coraz więcej miast inwestuje w systemy, które pozwalają oszczędzać wodę i obniżać koszty eksploatacji sieci wodociągowej. Jednak wciąż stan tej sieci pozostawia wiele do życzenia. Mimo iż od kilku lat trwa boom inwestycyjny na wdrażanie systemów monitoringu sieci, a nowoczesne technologie przebojem wchodzą do przedsiębiorstw użyteczności publicznej, wciąż jest wiele do zrobienia.

fot. arch. ABB

Statystyczny Polak zużywa 92 litry wody z sieci wodociągowej. To mniej niż statystyczny obywatel Unii Europejskiej, ale mamy za to poważny problem z magazynowaniem wody. W naszych zbiornikach retencjonuje się 6,5 proc. wody (w hiszpańskich 45 proc.). Efekt tego jest taki, że zasoby wód w nizinnej, poprzecinanej rzekami Polsce wynoszą tylko ok. 60 mld m3, co kwalifikuje nas do kategorii krajów ubogich w wodę.

Po wejściu do Unii Europejskiej Polska musiała nadrabiać zaległości w zakresie ochrony środowiska. W efekcie Samorządy i przedsiębiorstwa z branży wodno-ściekowej rozpoczęły realizację Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych. Od tego czasu powstało 85 tys. km sieci wodociągowej i prawie 100 tys. km sieci kanalizacyjnej. Zmodernizowano lub wybudowano prawie 2 tys. oczyszczalni ścieków. Dzięki ogromnym nakładom udało się osiągnąć odsetek mieszkańców z dostępem do sieci wodociągowej i kanalizacyjnej zbliżony do średniej unijnej.

Według raportu NIK w ciągu 11 lat (2005-2016) długość sieci wodociągowej w Polsce zwiększyła się o ponad 22 proc.: z 245 tys. km do 301 tys. km. Jednak w wielu miastach ponad połowa długości sieci stanowią przewody działające dłużej niż 50 lat, a 45 proc. – przewody w wieku 25-50 lat. Woda w kranach ma często niedostateczną jakość i ciśnienie, dostarczana jest z przerwami i w niewystarczającej ilości. Awarie sieci to w Polsce codzienność, mamy ich nawet 100 tys. rocznie. Obniża to dochody przedsiębiorstw, hamuje inwestycje, w tym odnawianie istniejących sieci i urządzeń, a także rozbudowę oraz modernizację urządzeń do poboru i uzdatniania wody. Władze samorządowe i spółki wodociągowe, wskazane przez Najwyższą Izbę Kontroli jako współwinne tej sytuacji, doskonale zdają sobie z tego sprawę i starają się w miarę możliwości budżetowych inwestować w nowe technologie.

Wyzwanie dla samorządów

– Od dziesięciu lat obserwujemy coraz większe zainteresowanie samorządów inwestowaniem w systemy nadzorowania i sterowania infrastrukturą wodociągową i kanalizacyjną w polskich miastach. Praktycznie wszystkie duże ośrodki mają już takie systemy, choć na przykład Lublin, Przemyśl czy Rzeszów dopiero je tworzą – mówi Mariusz Słomski, kierownik sprzedaży z biznesu aparatury pomiarowej i analitycznej ABB. – To kwestia finansowania inwestycji. Na szczęście Unia Europejska realizuje wiele programów wsparcia, dzięki którym również mniejsze miasta mogą sobie pozwolić na nowoczesną infrastrukturę.

Tylko w ostatnich latach systemy monitoringu wodociągów powstały m.in. w Gliwicach, Wrocławiu, Mikołowie, Dąbrowie Górniczej, Kielcach, Grudziądzu, Płocku, Bolesławcu, Będzinie czy Bochni.

– Inwestycje w sieci wodociągowe trzeba podzielić na dwie grupy. Pierwsza to modernizacje obiektów już istniejących i rozwój pracujących systemów starszej generacji. A druga to budowa systemu zarządzania infrastrukturą od podstaw – twierdzi Paweł Jabczyk z biznesu napędów ABB.

W obu przypadkach jednym z podstawowych wyzwań dla samorządów jest wspomniana kwestia finansowania inwestycji. Szczególnie dotyka to mniejszych miast, gdzie nawet kilkusettysięczne wydatki są sporym wyzwaniem dla budżetu. To ważna kwestia, ponieważ bardzo często samorządy rozkładają inwestycje na wiele lat i kilka etapów, z których każdy objęty jest odrębnym przetargiem. Efekt końcowy w takich przypadkach jest mieszanką różnych, odrębnych systemów obsługujących poszczególne części infrastruktury – sieć wodociągową albo sieć kanalizacyjną lub stację uzdatniania wody. Zdarza się niestety, że systemy te trudno zintegrować i operator ma przed sobą cztery, pięć monitorów, na każdym inny system, inaczej obsługiwany i odmiennie sygnalizujący alarmy.

Kontrola stanu sieci

Warto rozsądnie przeprowadzić inwestycję, ponieważ dobre opomiarowanie infrastruktury pozwala przede wszystkim szybko i precyzyjnie ustalić miejsce awarii. Sieć jest bowiem modelowana matematycznie, dzięki czemu w systemie jest jej cyfrowy odpowiednik. Poza tym łatwiej planować remonty czy ewentualne wyłączenia części sieci (wówczas wodę można pokierować do odbiorcy inną drogą, minimalizując liczbę osób pozbawionych wody).

– Często okazuje się, że woda płynie zupełnie innymi drogami niż dotychczas przewidywano, a taka wiedza w przypadku awarii czy planowanych remontów daje ogromne możliwości zarządzania obiegiem – dodaje Bartosz Stasiak z ABB, specjalizujący się w branży wodno-ściekowej – Poza tym dobry monitoring pozwala nie tylko wykryć awarie, ale także nielegalne pobory wody czy większe problemy u dużych odbiorców. A jeśli w systemie jest także monitoring ścieków, to można weryfikować czy zakład przemysłowy nie utylizuje ścieków w sposób nielegalny, na przykład wypuszczając je do rzeki czy do kanałów burzowych.

– Monitoring daje pełną kontrolę stanu sieci, wiemy co i gdzie się dzieje, jakie są przepływy wody czy rozkłady ciśnień w rurociągach – dodaje Marek Rachwał, kierownik wydziału sieci w Miejskim Przedsiębiorstwie Wodociągów i Kanalizacji w Bochni, gdzie niedawno oddano do użytku taki system. – Szybciej możemy więc reagować na ewentualne awarie, ustalać na bieżąco ich miejsce i odpowiadać na potrzeby odbiorców. Jak to się ładnie mówi – możemy prowadzić racjonalną gospodarkę wodną. Okazuje się, że monitoring może również pozytywnie wpływać na rachunki za wodę dla odbiorców.

Co więcej, jeżeli mamy większy pobór wody i ciśnienie w rurociągu spada, to możemy je szybko i łatwo zwiększyć, podnosząc komfort użytkownikom. Z drugiej strony w nocy możemy to ciśnienie obniżyć, co z kolei poprawia trwałość sieci. – W efekcie takiej bieżącej kontroli ciśnienia u odbiorców po odkręceniu kranu woda leci mniejszym strumieniem, co po kilku miesiącach zaowocuje na pewno niższym rachunkiem – tłumaczy Marek Rachwał.

„Uwalnianie” infrastruktury

Dobre zarządzanie infrastrukturą to nie tylko systemy nadrzędne, ale także nowoczesne i energooszczędne urządzenia. – Nie ma co ukrywać, że czekają nas podwyżki cen energii, więc automatyzacja i wydajność pomp i silników będzie miała coraz większe znaczenie dla optymalizacji działalności spółek wodociągowych – uważa Paweł Jabczyk, który podkreśla również wagę serwisu tych urządzeń. Poza tym nowoczesna technologia oferuje wiele czujników nadzorujących pracę maszyn i urządzeń, a to z kolei przekłada się na większą niezawodność całego systemu.

fot. arch. ABB

Na inną kwestię związaną z infrastrukturą zwraca uwagę Mariusz Słomski. Według niego podstawą systemu pomiarowego są dzisiaj urządzenia bateryjne. W ten sposób „uwalnia się” infrastrukturę wodociągową od konieczności zapewnienia zasilania, co w wielu miejscach nie jest sprawą prostą.

– Moim zdaniem 80-90 proc. monitoringu w Polsce wykonano na bazie urządzeń bateryjnych i my takie właśnie rozwiązanie najczęściej oferujemy naszym klientom – mówi Mariusz Słomski. – Nasze przepływomierze elektromagnetyczne AquaMaster 4 nie wymagają zasilania zewnętrznego, a przy tym są bardzo dokładne i potrafią mierzyć bardzo niskie przepływy. To niezwykle ważne na przykład w nocy, gdy pobór wody jest minimalny czy w przypadku niewielkich wycieków z instalacji.

Coraz więcej przetargów

Z analizy rynku przeprowadzonej przez NIK wynika, że już ponad 80 proc. przedsiębiorstw prowadzi monitoring pracy sieci wodociągowych, przy czym liczba punktów pomiarowych jest różna i zdarza się, że taki punkt jest tylko jeden. Jednak w przedsiębiorstwach gdzie automatyczny monitoring obejmuje ponad 80 proc. infrastruktury zdarzały się przypadki, iż jednoroczny zysk ze zmniejszenia strat wody w sieci prawie trzykrotnie przewyższył koszty poniesione na zakup i wdrożenie systemu monitoringu.

„Przedsiębiorstwa winny dbać o wydajność i bezawaryjność sieci, ale różnie z tym bywa.” – czytamy w raporcie Najwyższej Izby Kontroli. – „W części przedsiębiorstw liczba awarii (…) zmalała dzięki podjętym działaniom na rzecz poprawy stanu technicznego sieci i urządzeń oraz monitorowania pracy sieci dla wczesnego wykrywania uszkodzeń, optymalizacji wydajności urządzeń i zarządzania przepływami.”

fot. arch. ABB

Dzisiaj przedsiębiorstwa wodociągowe nie są w stanie dobrze funkcjonować bez takich rozwiązań. Technologia wspiera i optymalizuje codzienną działalność. – Widać wyraźnie, że samorządowcom nie trzeba tego tłumaczyć, a przetargi organizowane są coraz częściej i w coraz mniejszych miejscowościach – podkreśla Michał Poniatowski, dyrektor ds. realizacji projektów z firmy AquaRD Sp. z o.o., która specjalizuje się w projektowaniu i budowie zintegrowanych systemów zarządzania siecią wodociągową. – I nawet miasta, które mają już systemy, ale starego typu, lub tylko na części infrastruktury, starają się znaleźć w budżecie środki, by zmodernizować sieć i coraz lepiej nią zarządzać.