HUNZIKER BETATECH

Modernización de una infraestructura de agua obsoleta con flujos de trabajo de BIM de alto rendimiento

THE FUTURE OF MAKING

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Descripción general del proyecto

El equipo de ingeniería de Hunziker Betatech AG recibió el encargo de no solo de renovar dos plantas de tratamiento de aguas completamente desfasadas situadas en el cantón de Zúrich (Suiza), sino también de fusionarlas en una única ubicación para cumplir nuevos requisitos. Entre las dificultades particulares a las que se enfrentó el equipo se encontraban las limitaciones de espacio, una estricta regulación que obliga a triplicar las salidas de purificación, el cumplimiento de nuevas leyes medioambientales y la necesidad de poner en marcha este proyecto sin interrumpir ningún servicio. Una tarea, en definitiva, que solamente era viable usando herramientas de planificación digitales.

  • Principal dificultad: espacio de construcción limitado
  • Proyecto: ARA Zimmerberg
  • Propietario de los activos: asociación ARA Zimmerberg
  • Empresa de diseño: Hunziker Betatech AG
  • Cuantía de la inversión: 131,5 millones de francos suizos (alrededor de 120 millones de euros)
  • Finalización: 2027

Modelo de la nueva planta de tratamiento de aguas residuales de Zimmerberg: vídeo del proyecto

BIM para la ingeniería de plantas en ARA Zimmerberg

A orillas de las idílicas aguas del lago de Zúrich viven más de 60 000 personas repartidas entre las comunidades de Horgen, Oberrieden, Rüschlikon y Thalwil. Hasta la fecha, funcionaban dos plantas (en Horgen y Thalwil) donde se trataban las aguas residuales de estas comunidades. Tras media década funcionando, ambas plantas debían renovarse para dar cabida a un aumento de la población y a una estrategia de futuro sostenible.

La asociación ARA Zimmerberg decidió diseñar una única planta a gran escala en las instalaciones de Thalwil, con capacidad para tratar 800 litros de aguas residuales por segundo y dar servicio a 78 000 habitantes, cifras correspondientes a la carga aproximada prevista para 2050.

El proyecto se encargó a la empresa de diseño Hunziker Betatech AG. El equipo de ingeniería recurrió al modelado digital con flujos de trabajo de BIM para realizar los análisis de viabilidad.

Planta de tratamiento de aguas residuales en Thalwil actualmente: zona de construcción de la nueva planta de tratamiento de aguas residuales de Zimmerberg

Varios retos, una solución: BIM

La principal dificultad de los planificadores de Hunziker Betatech fue que la planta ocupara el menor espacio posible, ya que el área de construcción de ARA Zimmerberg está limitada por todos sus flancos: ya sea con casas residenciales, vías férreas y el propio lago de Zúrich.

Al mismo tiempo, la capacidad de la planta debía triplicarse (por la fusión y la correspondiente reserva de capacidad hasta el objetivo de expansión). Aparte de esto, ha entrado en vigor una nueva normativa de protección del agua que obliga a incorporar una fase de purificación más. Dado que el agua va a parar al lago de Zúrich, la nueva normativa incorpora un paso más y exige tratar los contaminantes de interés emergente (como los restos de fármacos), ya que cada vez es más habitual encontrarlos en este tipo de aguas.

A medida que el proyecto avanza, la propia fase de construcción plantea un reto en sí misma, ya que debe realizarse mientras ARA Thalwil sigue en funcionamiento. Para lograrlo, el equipo de ingeniería ha planeado una secuencia de construcción compleja en la que se usan estructuras temporales. El área de instalación del edificio se construirá sobre una plataforma por encima de la "Seestrasse".

“Das Projekt war technisch sehr herausfordernd. Um alle Anforderungen zu erfüllen, mussten wir jeden verfügbaren Zentimeter nutzen.”

Dominik Börrnert, Leiter Digitale Planung, Hunziker Betatech AG

ARA Zimmerberg: fase de construcción

La digitalización genera resultados sostenibles

"Sin las soluciones digitales, este proyecto no se podría haber llevado a cabo. Con los métodos de planificación 2D tradicionales, hubiera sido imposible trazar y construir esta planta de tratamiento de aguas residuales a largo plazo. Solo gracias a las herramientas de planificación 3D digitales hemos sido capaces de aprovechar en condiciones hasta el último centímetro del área de construcción y acometer el proyecto desde un punto de vista técnico y legal", explica Dominik Börrnert, jefe de ingeniería civil y jefe de planificación digital en Hunziker Betatech.

Usaron ReCap Pro, la solución de Autodesk de captura de la realidad, para crear una nube de puntos 3D a partir de los datos digitales capturados mediante tecnologías de exploración estática. Este conjunto de datos profusos en detalles se importaron a Revit para generar un modelo de las condiciones existentes que representara con exactitud el entorno natural y edificado del proyecto. Los ingenieros usaron la exploración 3D con ReCap en Revit. La planificación arquitectónica y el modelo estructural se realizaron en Revit, y también se usó Civil 3D para planificar la excavación de la zona de obra y Plant 3D para obtener el modelo de la planta. Se creó una simulación de CFD de los digestores.

Los ingenieros realizaron un estudio de las zonas de sombra de los alrededores para garantizar que los residentes siguieran disfrutando de luz y de vistas al lago durante la construcción. Gracias a las mamparas y a los biofiltros previstos para la purificación de gases de escape, se evitarían las emisiones de ruido y olores. Además, a fin de evitar que el edificio tuviera el aspecto de una planta de tratamiento de aguas residuales, la fachada se remató con acabados de madera suiza para fundirse discretamente con el entorno.

“Este proyecto nunca hubiera sido posible sin herramientas de planificación 3D digitales.”

Dominik Börrnert, Jefe de planificación digital, Hunziker Betatech AG

ARA Zimmerberg: recorrido virtual

La colaboración mejora el proceso de construcción

Al usar Revit y permitir los flujos de trabajo BIM, todos los participantes en el proyecto estuvieron mucho mejor informados de cada fase de construcción y nivel de planificación. La constante colaboración entre los contratistas fue fundamental dadas las limitaciones del área de construcción.

Los modelos del proyecto estuvieron disponibles a través de BIM 360, parte de ellos mediante el uso de gafas de realidad virtual. Así, todo el mundo disfrutó de una visión uniforme de los planos, desde los equipos de ingeniería civil y de estructuras al operador y al propietario del edificio, pasando por los equipos de construcción de la planta y de ingeniería eléctrica, e incluso los propios residentes. Esto no solo supuso un ahorro de tiempo sustancial, sino que fue especialmente relevante para la reconstrucción prevista durante el funcionamiento continuado.

“Logramos encontrar soluciones consensuadas en más de 300 tareas de coordinación gracias a la colaboración a través de BIM 360. De no haberlo utilizado, lo más probable es que algunas solo hubieran estado visibles durante la fase de construcción.”

Dominik Börrnert, Jefe de planificación digital, Hunziker Betatech AG

Resumen

  1. La viabilidad del proyecto de construcción complejo solamente se pudo probar con la planificación 3D digital.
  2. Se realizaron más de 300 tareas de coordinación gracias a la colaboración a través de BIM 360 y el uso de tecnología de realidad virtual antes de iniciar la construcción.
  3. El proyecto obtuvo una puntuación del 88 por ciento según el estándar suizo de construcción sostenible gracias a la digitalización y a la colaboración de todos los contratistas.

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El resultado: una planta de tratamiento de aguas residuales puntera gracias a BIM

Gracias a las herramientas de planificación digitales, los ingenieros de Hunziker Betatech superaron todas las dificultades técnicas: espacio de construcción limitado, un mayor número de salidas, acometer la reconstrucción sin interrumpir el funcionamiento, respetar las nuevas leyes medioambientales y construir una infraestructura sostenible.

El proceso de membrana recién aplicado permite un diseño mucho más compacto y con mayor capacidad de purificación; así, en lugar de los habituales 54 metros cuadrados por residente, el requisito de espacio se ha reducido a 19 metros cuadrados por residente.

La unidad de filtrado se modernizó a 0,04 µm, lo que permitirá eliminar virus de las aguas residuales en el futuro. Además, más del 80 por ciento de los restos de sustancias orgánicas se puede eliminar mediante una dosificación directa de carbono activado en polvo (cuarta fase de purificación).

En su transgresor concepto energético se contempla el uso de todos los tipos de energías disponibles. La planta genera electricidad respetuosa con el medio ambiente gracias al uso de turbinas y un sistema fotovoltaico. El gas que emiten las plantas de purificación se procesa hasta transformarse en biogás, que seguidamente se inyecta en la red de gas local. De este modo, se aprovechan al máximo las posibilidades energéticas del gas procedente de las plantas de purificación. Se emplean unos 0,55 GWh/año, lo que reduce las emisiones procedentes de combustibles fósiles en la zona de recogida de aguas en 170 toneladas de CO2 al año. Por último, el calor del proceso se recupera de las aguas residuales purificadas.

El resultado es una planta de tratamiento de aguas residuales de vanguardia y más sostenible en Suiza, con una combinación única de todas las fuentes de energía. El inicio de la obra está previsto para 2022 y ARA Zimmerberg estará encargada de los trabajos hasta 2027.