Bentley Systems ermöglicht Erstellung der größten digitalen 3D-Sanitärversorgungskarte Brasiliens

Modernisierung der Abwasserinfrastruktur dank 3D-Sanitärversorgungskarte: Digitalisierung der Anlagenverwaltung verbessert Abwasserentsorgung und Zugang zu sauberem Wasser

Autorin: Aude Camus*

Aegea kontrolliert die Wasser- und Abwassereinrichtungen in 489 brasilianischen Gemeinden und setzt sich für die Verbesserung der Abwasserentsorgung durch fortschrittliche Technologie und Digitalisierung ein. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, die Modernisierung des Netzes zu erleichtern, um den Zugang zu sauberem Wasser für über 30 Mio. Menschen zu gewährleisten. Zu diesem Zweck hat >Aegea das intelligente Infrastrukturprogramm Infra Inteligente ins Leben gerufen, um eine virtuelle Umgebung zu schaffen und die von dem Unternehmen betriebenen Anlagen digital zu kartieren. Mit dem Programm sollen Probleme vermieden, Kosten gesenkt und die Betriebseffizienz sichergestellt werden. Ziel ist es, alle physischen Anlagen der Abwasserentsorgung von Aegea zu identifizieren und zu überprüfen, um bessere Dienstleistungen zu erbringen und die Wasserqualität in der Guanabara-Bucht zu verbessern. Dadurch werden Umwelt, Gesellschaft und Nachhaltigkeit gefördert. „Die Initiative konzentriert sich darauf, die Anlagen und die gesamte Infrastruktur zu erfassen und zu verstehen, damit wir feststellen können, mit welchen Anlagen wir uns befassen müssen, um effizienter zu werden und die Verfügbarkeit und Qualität unserer Dienste zu verbessern“, sagte Wagner Oliveira de Carvalho, Ingenieur und leitender Projektmanager bei Aegea.

Im Rahmen dieses intelligenten Digitalisierungsprogramms führte Aegea in Rio de Janeiro das größte Projekt zur Bestandsaufnahme der Anlagen in Brasilien durch, das Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen, Pumpstationen, Tanks und andere Anlagen in 27 Gemeinden einbezieht. Mit dem Schwerpunkt auf vorbeugender Wartung und Modernisierung der Sanitärinfrastruktur investierte Aegea 10 Mio. BRL (ca. 1,87 Mio. EUR), um eine realitätsgetreue digitale 3D-Karte der Sanitäranlagen von Rio de Janeiro zu erstellen, die von jedem beliebigen Standort aus eine Echtzeitansicht der Abwasserentsorgungsanlagen ermöglicht. „Diese Maßnahmen gewährleisten die Sicherheit der Konzessionsverträge im Hinblick auf die rechtlichen Aspekte, die bessere Verfügbarkeit von Dienstleistungen für die Bevölkerung und die Durchsetzungsfähigkeit im Betrieb, wobei das Expertenteam von Aegea die Strukturen von jedem Ort der Welt aus in Echtzeit einsehen kann“, so Carvalho. Der digitale Fahrplan optimiert die Entscheidungsfindung und stellt sicher, dass die Bevölkerung grundlegende Versorgungsleistungen einschließlich des Zugangs zu sauberem Wasser rund um die Uhr erhält.

Bewältigung von Herausforderungen bei Gelände, Vermessung und Koordinierung innerhalb eines engen Zeitrahmens

Die Verbesserung und Modernisierung alter Anlagen sind Herausforderungen, die den Einsatz von Technologien erfordert, um den aktuellen Zustand und die Variabilität der Anlagen zu erfassen und die zuvor manuell durchgeführten Arbeiten zu ersetzen. „Angesichts der kontinentalen Ausdehnung unseres Landes sind digitale Verwaltung und Logistik für uns von zentraler Bedeutung“, so Carvalho. Aegea wollte eine virtuelle Anlagenumgebung einrichten, musste aber die in der ganzen Stadt verteilten Anlagen, von denen die meisten unterirdisch liegen, erfassen und einbinden. „In Rio de Janeiro wurde die Zahl der Anlagen ursprünglich auf 900 geschätzt, aber wir fanden mehr als 1.300, davon 300 in einkommensschwachen Gebieten“, sagte Carvalho. Bei mehr als 29.000 physischen Objekten in 1.317 Industrieanlagen erforderte die schiere Größe des Projekts die Koordination von 70 Spezialisten aus verschiedenen Fachbereichen in einem engen Zeitrahmen, um die 211.000 Vermessungen und 3D-Modellierungen in Rio de Janeiro durchzuführen.

Mithilfe von ContextCapture verarbeitete Aegea 156.000 von Drohnen aufgenommene Fotos in Rekordzeit und erstellte digitale Zwillinge in 3D, hier z.B. von einer Siedlung.

Zur Komplexität des Projekts trug auch die Topologie der Stadt bei. Rio de Janeiro hat eine variierende Topografie mit Bergen, Hügeln und Felsen, die bei der Vermessung von Werken und Anlagen zu Schwierigkeiten führt. Da die Wasserquelle tief und die Gemeinden hoch gelegen sind, musste Aegea sicherstellen, dass die Pumpen funktionierten, das Wasser aufbereitet und durch die Tausende von Kilometern langen Rohrleitungen zur Bevölkerung transportiert wurde. Das Unternehmen erkannte, dass zur Optimierung des Betriebs seiner Anlagen Daten in Echtzeit durch digitale Vermessung und Überwachung erfasst und gemeinsam genutzt werden sollten, um genaue digitale Zwillinge seiner Abwasserinfrastruktur zu erstellen. „Wir sind kontinuierlich auf der Suche nach Lösungen, mit denen sich die Zeit für die Erkennung und Behebung von Lecks minimieren lässt und die einen strategischen Überblick über den Betrieb bieten, einschließlich der Unterstützung bei der Entscheidungsfindung in Echtzeit“, so Carvalho. Für die rechtzeitige Erstellung einer digitalen 3D-Karte benötigte Aegea flexible, integrierte Modellierungsanwendungen, die Daten aus verschiedenen Quellen aufnehmen können und gleichzeitig die Zusammenarbeit und den Austausch zwischen verschiedenen technischen Disziplinen und Konzessionären erleichtern.

Nutzung von Bentley-Anwendungen zur Erstellung einer digitalen 3D-Karte

Mithilfe von ContextCapture und den offenen Modellierungsanwendungen von Bentley verarbeitete Aegea die von Drohnen aufgenommenen Fotos, um ein 3D-Reality-Mesh und eine digitale Karte der Werke und Anlagen zu erstellen. „Bei diesem Projekt wurden zehn Drohnen über mehr als 1.300 Anlagen geflogen, wobei insgesamt 156.000 Fotos aufgenommen wurden, die in ContextCapture verarbeitet wurden. Anschließend haben wir für jede der Anlagen ein digitales 3D-Modell erstellt und jedes Mesh im .3MX-Format auf dem Portal Infra Inteligente veröffentlicht“, so Carvalho. Anhand des Mesh-Modells erstellte Aegea digitale Zwillinge, welche die Bauwerke genau darstellen und auf einer webbasierten Plattform zur Verfügung stehen, um eine digitale Anwendung für den Betrieb zur Steuerung und Überwachung der Ausrüstung und der Anlagen für die logistische und betriebliche Planung bereitzustellen. „Wir haben verschiedene Bentley-Anwendungen verwendet, um die Modelle zu entwerfen und sie dann in eine einheitliche Plattform zu importieren, um die digitalen Zwillinge zu erstellen“, so Waldo Bitencort, Engineering-Spezialist und Projektmanager bei Aegea.

Mit Anwendungen von Bentley verarbeitete das Team vier Terabyte an Daten zur Realitätserfassung mit hochpräziser Geolokalisierung. Im Bild eine Kläranlage.

„Die fortschrittliche Methode zur Realitätserfassung dieses enormen Projekts wurde vollständig darauf abgestimmt, ein Höchstmaß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit sowohl für grafische als auch für nicht grafische Daten zu erreichen, und zwar mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich“, so Bitencort. Vor Ort arbeiteten Spezialisten verschiedener Fachrichtungen mit fortschrittlicher Ausrüstung für die Georeferenzierung, Identifizierung und Verifizierung physischer Anlagen daran, jedes Werk, jede Anlage und jedes Gerät bis auf die Ebene einer Pumpe in einem Motor zu kennzeichnen. Mithilfe von ContextCapture integrierte Aegea die erfassten historischen und Echtzeit-Anlagendaten, um eine 3D-Anlagenkarte und digitale Zwillinge zu erstellen, die einen digitalen Einblick in die Zuverlässigkeit und Betriebsleistung der Anlagen bieten. 

Digitale Zwillinge optimieren die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Diensten

In einer integrierten digitalen Umgebung hat Aegea die größte Bestandsaufnahme Brasiliens in Rio de Janeiro in Rekordzeit abgeschlossen. Dabei wurden fast 30.000 Anlagen und etwa elf Millionen Anlagenattribute identifiziert und vier Terabyte an Daten zur Realitätserfassung mit hochpräziser Geolokalisierung verarbeitet. Das Ergebnis war eine 3D-Karte, die über 1.000 sanitäre Anlagen abbildet. Die 3D-Karte ist interaktiv und wird auf der Grundlage der Interoperabilität von Bentley-Anwendungen mit Systemen von Drittanbietern ständig aktualisiert, wodurch der Datenfluss optimiert und gleichzeitig sichergestellt wird, dass alle Anlagendaten stets aktuell, auf dem neuesten Stand und für eine intelligente Infrastrukturverwaltung zugänglich sind. „Damit werden wir in der Lage sein, virtuelle Besuche der konzessionierten Strukturen im ganzen Land durchzuführen, was die Entscheidungsfindung erleichtert und folglich die Versorgung der Bevölkerung mit den lebenswichtigen Dienstleistungen des Unternehmens sicherstellt“, so Carvalho.

Durch die Anwendung von Infra Inteligente und die Erstellung digitaler Zwillinge in einer Umgebung mit virtueller Realität verfügt Aegea über Echtzeit-Einblicke in Anlagen und Werke, um den Zustand und den Betrieb der Ausrüstung zu überwachen, Schäden an Geräten und Rohrleitungen zu verhindern und so die digitale Verwaltung des Lebenszyklus von Sanitäranlagen zu ermöglichen. Die intelligente 3D-Lösung optimiert die Leistung, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Dienste, mindert Risiken und sorgt für einen effizienten Betrieb zur nachhaltigen Versorgung der brasilianischen Gemeinden mit sauberem Wasser. „Aegea investiert ständig in die Verbesserung seiner Dienstleistungen, und die Technologie ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses“, sagte Fernando Humphreys, technischer Leiter von Aegea. „Infra Inteligente bietet der Bevölkerung zahlreiche Vorteile und unterstreicht unser Bestreben, eine Dienstleistung anzubieten, die auf die kontinuierliche Verbesserung des Betriebs ausgerichtet ist und die Besonderheiten und den nachhaltigen Kreislauf jeder Region berücksichtigt.“

* Die Autorin …

… Aude Camus ist Senior Product Marketing Manager bei Bentley Systems. Sie ist unter aude.camus@bentley.com erreichbar..

Erstveröffentichung dieses Berichts in gwf Wasser | Abwasser.