SU 4.0 Fantezi Değil, Bir Zorunluluktur

Yaşadığımız sorunların gittikçe karmaşıklaşan özellikleri, artık etkili ve sürdürülebilir çözümleri klasik düşünce kalıpları dışında aramamızı zorunlu kılıyor. Aslında önce bir sistem düşüncesi yaklaşımı ile sorunların karmaşıklığının nedenlerini anlamak için çaba göstermeliyiz. Sonra da disiplinler arası bir araştırma anlayışı ile çözüm arayışına geçmeliyiz.

Sadece Su, Enerji, Gıda ve Çevre arasında artan ilişkilere bakacak olsak bile gerek oluşan sorunların gerekse bulunacak çözümlerin 20-30 sene öncekilerden çok daha farklı yaklaşımlar gerektirdiğini kolayca görebiliriz. 

Bunun yanı sıra su yönetimi, nüfus artışı, kirlilik, kentlere göç ve iklim değişikliği gibi etkileri gün geçtikçe artan baskılar yaşıyor.  Bu baskıların oluşturacağı riskleri yönetebilmek ve uyum sağlayabilmek amacıyla çözümler arıyor. 

Bu nedenle birçok belirsizliği tahmin etmek ve en uygun çözümü oluşturmak için çeşitli matematik modellere, büyük veri setine ve yapay zekâ uygulamaları gibi karar destek sistemlerine ihtiyacın artacağı görülüyor. Bu durumda SU 4.0 artık bir dijital dünya fantezisi değil, su yönetimi gibi çok önemli ve stratejik bir konuda zorunluluk olarak ortaya çıkıyor. 

Tehlike ve riskler belli, Şimdi çözüme bakmalıyız 

Su yönetiminin bundan sonra karşılaşabileceği sorunların ne kadar önemli ve bir o kadar da karmaşık olduğu artık anlaşılmış durumda. Bu sorunu sadece konuşmak somut bir çözüm üretmeyeceğinden artık yapılması gerekenlerin üzerinde daha çok durmak zorundayız. 

Bu durumda tekrar bir durum tespiti yapacak olursak;

• Risk analizi için oluşabilecek risklerin sağlıklı bir şekilde tespit edilmesi,

• Çözümü uygulayacak ve denetleyecek kurumların kapasitesinin arttırılması,

• Su kullanıcıların düşünsel kapasitesinin arttırılması,

konularında hızlı adımlar atmamızın gerekli olduğu açıkça ortaya çıkar. 

Bu değişimin ve yeniden yapılanmanın gerçekleştirilip yeni çözümlerin uygulanabilmesi için mevcut düşünce kalıplarının dışına çıkılması şarttır. Bu radikal düşünce devrimini gerçekleştirip teknolojinin bize sunduğu imkanları da en etkili şekilde kullanarak çözüm için önümüzü açabiliriz. 

Genel olarak SU 4.0 

Büyük Veri, Yapay Zekâ, Makine Öğrenimi ve hatta Endüstriyel Nesnelerin İnterneti gibi kavramları kapsayan Dijital Su Endüstrisi Su 4.0 konseptinin bir türevidir. 

SU 4.0, kaynakları verimli kullanan, esnek ve rekabetçi su yönetimi stratejisinin merkezine dijitalleştirme ve otomasyonu koymaktadır.  Bunu yaparken SU 4.0, "Makinelerin, süreçlerin, depolama sistemlerinin ve kaynakların ağ bağlantısı", "Akıllı şebekeler", "Nesnelerin ve Hizmetlerin İnterneti" gibi ENDÜSTRİ 4.0'ın temel özelliklerini sistemik bir su yönetimi bağlamında bir araya getirir.

SU 4.0'ın uygulanmasında Siber Fiziksel Sistemler (CPS), sanal ve gerçek su sistemlerinin optimal ağ bağlantısının esas unsuru olarak kullanılır. SU 4.0 uygulamasında   planlama, proje ve işletme büyük ölçüde yazılımlar tarafından gerçekleştirilir.

Hayatımızın birçok alanına giren ileri teknolojiler suyun yönetimi ve iyileştirilmesi için de kullanılmalıdır. Özellikle tarım, imalat ve enerji gibi su tüketiminin çok yüksek olduğu endüstrilerde dijital su, akıllı su yönetimi teknolojileri ve su 4.0 yaklaşımının kullanılması, su hizmetlerinde kaynak kullanımı ve işletme giderleri konusundaki verimliliği artıracaktır. Örneğin, tarımsal üretimde gerekli olan su miktarını optimize etmek için toprak nemi ve güneşlenme miktarı sensörleri kullanılmaya başlandı bile. 

Aynı şekilde, IoT ve yapay zekâ cihazları tarafından toplanan su akışı, nem ve sıcaklık verileri, su arıtma süreçlerini izlemek amacıyla makinelere yüklenebilir (1).

Şekil 1. Endüstri 4.0 ve Su 4.0’ın gelişme aşamaları 

SU 4.0 ile Neler Yapılabilir? 

Su İzleme ve Kontrol 

Su 4.0 yaklaşımı kapsamında; Nesnelerin interneti (IoT), yapay zekâ (AI), bulut teknolojisi, makine öğrenimi (ML) gibi teknolojiler su izleme ve yönetim sistemlerine entegre edilebilir. Tarımsal sulama, kanalizasyon, içme suyu, atık su, dağıtım şebekeleri, enerji santralleri vb. sistemlerde su kalitesini, tüketim miktarını, basınç değişimlerini, tuzluluk oranlarını, sızıntıları vs. anlık olarak takip eden sensörler ve cihazlar kullanılabilir. Bu sensörlerden elde edilen veriler bulut teknolojisi aracılığıyla ilgili paydaşları bilgilendirmek için kullanılabilir. Ayrıca, yapay zekâ ve makine öğrenimi teknolojileriyle sistemin otonom kontrolü sağlanabilir (1).

İşletme ve Bakım-Onarım 

Sisteme bağlı ekipmanların (pompa, regülatör, basınç düşürücü, termostat, preostat vb.) bakım, tamir ve değişim ihtiyaçları yakından takip edilebilir; bu da bakım maliyetlerini en aza indirir. Olası kaçaklar anlık olarak tespit edilebilir ve sorunun giderilmesi için gerekli aksiyonlar hızlı bir şekilde alınabilir. Atık su sistemlerinde, suyun içerisindeki kontaminantların temizlenmesi hem suyun hem de içerisindeki maddelerin yeniden kullanılması mümkün hale getirilebilir (“Sıfır Sıvı Tahliyesi (ZLD)” teknolojisi) (1).

Su kalitesinin ve su kullanımının denetimi 

Akıllı su sistemleri sayesinde enerji kullanımı da azaltılacağından yeraltı ve yer üstü kaynaklar (fosil veya yenilenebilir kaynaklar) daha verimli bir şekilde değerlendirilebilir. Günümüzde özellikle az gelişmiş ülkelerde görülen birçok hastalığın sebebi su kirliliğidir. Denizlerin, okyanusların ve nehirlerin atık sularla kirletilmesi, farklı bölgelerde çeşitli hastalıklara sebebiyet verebilmektedir (1).

Akıllı su sistemleri ile su kirliliği akışın olduğu her yerde anlık olarak analiz edilebilir ve elde edilen veriler su kirliliğin önlenmesi ve su kalitesinin iyileştirilmesi için kullanılabilir. (1).

SU 4.0 yaklaşımı kapsamında kullanılacak olan dijital teknoloji ve akıllı su sistemleri çevreyi koruyup su kaynaklarını temizlediği gibi su kullanımı kaynaklı maliyetlerin de azaltılmasını sağlar. Bu sistemlerin ortaya koyduğu yenilikçi çözümler evlerde kolaylıkla kullanılabilir. Mahal ısıtma, içme suyu ve temizlik amacıyla kullanılacak olan en uygun su miktarı bu sistemler sayesinde farklı dönemler için tespit edilebilir. Sistem geçmiş verileri kullanarak su tüketiminin azaltılması için öneriler geliştirebilir. Bu da yine tüketimi düşürerek maliyetlerin azaltılmasında etkili olacaktır (1). 

Şekil 2. Su arıtma tesisinde dijital ikiz sistem 

Belediyelerde SU 4.0 İçin Başlangıç Adımları 

Ülkemizdeki Büyükşehir belediyelerinin Su ve Kanalizasyon idarelerinde ileri teknoloji içeren yatırımlar altyapı işletmeciliğinde daha ekonomik sonuçlar ortaya koymakta, daha çok fayda sağlamakta ve hizmet kalitesini yükselterek, müşteri memnuniyetini artırıcı yönde etki oluşturmaktadır.

Bu kapsamda Su 4.0’a doğru ilerlemede Dijital Su teknolojileri kullanılarak aşağıdaki başlangıç adımları atılabilir 

• Merkezi yazılımla uzaktan endeks okuma, tahakkuk ve faturalandırma ile sayaç performanslarının izlenmesi sağlanabilir. Böylece tahakkukların arttırılmasının yanı sıra hizmet kalitesi ve abone memnuniyetinin arttırılması sağlanabilir 

• Abonelerden gelen arıza bildirimlerinin çağrı merkezi tarafından bilgisayarlar vasıtası ile sahada görev yapan ekiplere ulaştırılması ve arıza onarımının tamamlandığı bilgisinin sisteme işlenmesi, başvuru sahiplerine geri dönüş yapılarak abone memnuniyetinin arttırılmasının yanı sıra kayıt tutulması ile saha ekiplerinin çalışmalarında verimlilik artışı da sağlayacaktır.

• İçme suyu ve kanalizasyon altyapısı dijital ortama aktarılarak yönetilebilir seviyeye getirilebilmektedir. Bu sistem internet erişiminin olduğu her noktada mobil cihazlar üzerinde (telefon, tablet, vb.) çalışabilmektedir. Bu durum şebeke işletmeciliğinin etkinliğine çok olumlu katkılar sunmaktadır

• İçme Suyu ve Atık Su SCADA sisteminden sonra Şebeke SCADA Sistemine geçilerek Varlık Yönetim Sistemini kurulup idarenin verdiği hizmet kalitesinde, vatandaş nezdinde ve sektördeki değerinin arttırılması sağlanabilir.

Kaynaklar 

(1) Dilek Aşan (2023) “Akıllı Su Sistemleri” Su ve Çevre Teknolojileri • Ocak / 2023

(2) Yıldız Dursun (2023) “Büyükşehir Su İdareleri “SU 4.0’a” Geçmeli” Su Politikaları Derneği. Ankara 

(3) Ziemer C. and  Clausnitzer V. (2017) “Water 4.0: What it Means for the German Water Industry” avalable at https://www.waterworld.com/water-utility-management/asset-management/article/16201159/water-40-what-it-means-for-the-german-water-industry

(4) Dr. Richard Vestner (2020) Digital Water: The Next Step Towards Water 4.0 Smart Water Magazine Sayı 1 – Mayıs 2020

(5) Yıldız D., Özgüler H. (2020) Dijital Su Dünyası Raporu. Su Politikaları Derneği. Ankara 

(6) Yıldız D., Özgüler H. (2020) Yapay Zekâ ve Su Yönetimi Raporu. Su Politikaları Derneği. Ankara