أعلنت أكوا، أكبر شركة خاصة في مجال تحلية المياه في العالم، والرائدة في مجال تحوّل الطاقة، والأولى في مجال تطوير مشاريع الهيدروجين الأخضر الكبرى،، وشنايدر إلكتريك، الشركة العالمية الرائدة في تقنيات الطاقة وإدارة الطاقة والأتمتة، عن تعاونهما في تطوير والتحقق من فعالية منهجية جديدة لقياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في محطات تحلية المياه بشكل فوري وفي الوقت الحقيقي.
وقد نُشرت نتائج هذا البحث المشترك في ورقة علمية محكّمة أعدها مهندسون من الشركتين، وقُبلت للنشر في مجلة Frontiers in Environmental Science العلمية. ويجمع هذا العمل بين الخبرة التشغيلية الواسعة لشركة أكوا في تشغيل مشاريع التحلية على نطاق واسع وخبرة شنايدر إلكتريك في الأتمتة الصناعية والأنظمة الرقمية.
ويُعد إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) من المؤشرات الأساسية التي تؤثر على تصميم محطات التحلية وكفاءتها وأدائها التشغيلي اليومي، كما أن قياسه بدقة يُعد عاملاً محورياً لتحسين استهلاك الطاقة، وتعزيز التحكم في العمليات التشغيلية، ورفع موثوقية أداء المحطات.
وقال توماس ألتمان، النائب التنفيذي للرئيس للابتكار والتقنيات الجديدة في أكوا: "يعد القياس الدقيق لإجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في ظروف التشغيل الفعلية عنصراً أساسياً في تصميم محطات التحلية وتشغيلها وتحسين كفاءتها، إلا أنه ظل أحد التحديات التقنية المستمرة التي تواجه القطاع. ومن خلال هذا البحث، قدم منهجية عملية متقدمة تعتمد على قياس الكثافة، تُمكّن من تقدير قيم إجمالي المواد الصلبة الذائبة بدرجة عالية من الموثوقية عبر نطاقات الملوحة ودرجات الحرارة المستخدمة في محطات التحلية واسعة النطاق. وقد تم تطوير هذه المنهجية والتحقق من دقتها بالتعاون مع شنايدر إلكتريك، لتكون مصممة خصيصاً لبيئات التشغيل الحقيقية ، وقابلة للتطبيق العملي، ومستندة إلى أسس علمية راسخة. ويعكس هذا العمل التزام أكوا بدفع حدود الابتكار في قطاع التحلية، وتعزيز المعرفة التطبيقية التي تسهم في رفع كفاءة الأصول المائية وتحسين موثوقيتها واستدامتها، من خلال خبرات مهندسيها وبرامجها البحثية وشراكاتها التقنية العالمية.."
وتعتمد محطات التحلية الحديثة بصورة متزايدة على أنظمة تحكم متقدمة تعتمد على الذكاء الاصطناعي والحوسبة الطرفية، فيما ترتبط كفاءة هذه الأنظمة بشكل مباشر بجودة البيانات التي توفرها أجهزة الاستشعار. وتعتمد المنهجية المطورة في هذا البحث على تقدير إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) من خلال قياس فرق الضغط الهيدروستاتيكي بين المياه المالحة وعمود مرجعي من المياه. كما تستخدم خوارزمية معايرة متخصصة لتصحيح تأثيرات درجة الحرارة والكثافة وتحويل الإشارة الناتجة إلى قيمة إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) معبّراً عنها بوحدة جزء في المليون (PPM). ويتيح ذلك لمشغلي المحطات الاعتماد على بيانات دقيقة وفورية تساعدهم على تحسين كفاءة الطاقة ورفع معدلات الإنتاج التشغيلية.
ويمثل هذا البحث أحد أوائل أوجه التعاون العلمي بين أكوا وشنايدر إلكتريك، حيث يجمع بين الخبرة التشغيلية العميقة لأكوا في مشاريع التحلية واسعة النطاق وريادة شنايدر إلكتريك في مجال الأتمتة الصناعية المعتمدة على البرمجيات.
وقال جورج المير، النائب الأول للرئيس للأتمتة الصناعية في الشرق الأوسط وأفريقيا – العمليات الدولية لدى شنايدر إلكتريك: "تكمن أهمية هذا البحث في الطريقة التي جرى تنفيذها. فلم يعمل مهندسونا على تطوير هذه التقنية بمعزل عن الواقع ثم تسليمها لمحطة لاختبارها لاحقاً، بل عملوا جنباً إلى جنب مع فريق أكوا منذ المراحل الأولى، وصمموا النظام بما يتناسب مع ظروف التشغيل الفعلية، ثم تحققوا من أدائه باستخدام مياه البحر والمحاليل الملحية الحقيقية المأخوذة من محطات تخدم ملايين الأشخاص. وهكذا ينبغي أن تُطوَّر التقنيات الصناعية. كما أن نشر النتائج من خلال مراجعة علمية محكّمة يتيح للمتخصصين في القطاع الاطلاع على المنهجية والبيانات والأدلة التي تستند إليها. وبصفتنا شريكاً تقنياً في مجال الطاقة، فإن هدفنا يتمثل في خفض تكلفة إنتاج المياه من خلال تحسين كفاءة استهلاك الطاقة وإطالة العمر التشغيلي لأغشية التناضح العكسي لمياه البحر (SWRO)."
وقد أُجريت عمليات الاختبار والتحقق من فعالية نظام قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) في مركز الأبحاث والتطوير التابع لأكوا داخل حرم جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) في ثول بالمملكة العربية السعودية، وذلك من خلال فريق هندسي مشترك من الشركتين. وتعتمد المنهجية المقترحة على قياس فرق الضغط الهيدروستاتيكي بين المياه المالحة والمياه المرجعية، فيما تقوم خوارزمية المعايرة بتطبيق تعويضات مرتبطة بدرجة الحرارة والكثافة ومن ثم احتساب قيمة إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) بوحدة جزء في المليون (PPM) أو مليغرام لكل لتر (mg/L).
وتُعد المملكة العربية السعودية من أكبر منتجي المياه المحلاة في العالم، حيث تلبي محطات التحلية نسبة كبيرة من احتياجات المملكة من المياه البلدية. وفي إطار رؤية السعودية 2030 والاستراتيجية الوطنية للمياه، تواصل المملكة الاستثمار على نطاق واسع في رفع كفاءة واستدامة بنيتها التحتية المائية. كما يسهم تحسين دقة قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) على مستوى المحطات بشكل مباشر في دعم هذه الأهداف من خلال تحسين إدارة الطاقة، وتعزيز دقة جرعات المواد الكيميائية المستخدمة، ورفع موثوقية تصميم وتشغيل المحطات.
وتعتزم الشركتان مواصلة هذا التعاون بهدف ترسيخ هذه المنهجية كمعيار معتمد على مستوى القطاع، والإسهام في تعزيز استدامة عمليات تشغيل محطات تحلية المياه.