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Inteligência artificial: economizar água de forma inteligente

A VA SYD, uma concessionária de água sueca, reduziu a água não faturada de 10% para menos de 8% usando um sistema de detecção de vazamentos baseado em IA que identifica vazamentos de até 0,5 litro por segundo. A solução agora está sendo ampliada em sua rede e em outros municípios suecos.

Dois princípios gerais regem a VA SYD: o primeiro é que, mesmo que a escassez de água não seja um problema na Suécia em particular, desperdiçar água parece errado. O segundo é começar com o uso de novas tecnologias aos poucos, experimentar e aprender com os fracassos para garantir o sucesso em maior escala. O primeiro princípio foi a motivação para estabelecer um sistema de detecção de vazamentos. E o segundo princípio definiu a abordagem, ou seja, estabelecer uma prova de conceito em uma seção relativamente pequena do sistema com 5.000 consumidores.

Pequenos vazamentos que causam grande impacto

Com sede em Malmö, a fornecedora sueca de água VA SYD opera um total de cerca de 5.000 quilômetros de tubulações, 2.000 quilômetros dos quais são para água potável. Identificar vazamentos é uma tarefa complexa. “Até muito recentemente, podíamos detectar apenas vazamentos maiores que causavam interrupções no serviço. Mas na verdade, são os vazamentos menores e mais lentos, geralmente de pequenos tubos de serviço, que são responsáveis pela maior parte da perda de água”, ressalta Simon Granath, Engenheiro de desenvolvimento da VA SYD.

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Melhoria do atendimento ao cliente

Outro aspecto é melhorar o atendimento aos clientes. “Precisamos manter muitos dutos em uma área grande e queríamos melhorar nossa capacidade de identificar vazamentos por meio de zonas de medição inteligente. Para isso, decidimos encontrar uma solução baseada em IA”, lembra Simon Granath.

A VA SYD avaliou vários sistemas. A solução teria que fazer o uso ideal dos medidores de vazão e medidores inteligentes disponíveis na área escolhida para a prova de conceito. O SIWA Leak Finder preencheu todos os requisitos. Essa solução inteligente usa um algoritmo baseado em IA para identificar e classificar anomalias na rede de tubulação. Para funcionar de forma confiável, essa ferramenta é primeiro “treinada” por meio de dados históricos de fluxo e pressão para aprender a separar as anomalias da operação regular e atribuir a causa correta a cada anomalia.

A colaboração leva a uma solução de IA ideal

“Mas quando se tratou do conceito de implementação, encontramos alguns obstáculos. Precisávamos encontrar uma maneira de usar a detecção de vazamentos baseada em IA em uma configuração local em vez de em um ambiente de nuvem”, disse Simon Granath. A Siemens também conseguiu oferecer uma solução para esse requisito. Ele continua: “Tivemos algumas discussões aprofundadas com a Siemens e nossos departamentos de TI e TO sobre a melhor abordagem para instalar a solução SIWA Leak Finder em nossos próprios data centers. Que eu saiba, esta é a primeira vez que algo assim é feito no setor hídrico sueco – e conseguimos realizar o trabalho graças, principalmente, ao apoio e à experiência da Siemens”.

Abordagem de simulação para dados aprimorados

A próxima etapa foi refinar os modelos hidráulicos das tubulações e vincular os dados dos sistemas de medição e estações de bombeamento ao SIWA Leak Finder usando o OPC UA. A VA SYD estava então pronta para realizar os primeiros testes. Simon Granath explica: “Usamos o sistema para simular diferentes vazamentos e depois avaliamos os dados. Conseguimos detectar vazamentos de até 0,5 litro por segundo, o que foi bastante impressionante e uma grande melhoria em relação à solução anterior, que não fornecia nenhum meio de detectar pequenos vazamentos”. Assim, a perda de água na rede de água potável da VA SYD poderia ser reduzida de 10% para 8%.

A economia fala a favor da solução

Com a prova de conceito em seus estágios finais, a VA SYD também está trabalhando para ampliar a solução para outras partes da rede. Por exemplo, a cidade de Lund, onde a VA SYD está instalando medidores de vazão adicionais para fornecer mais dados da rede de dutos. Além disso, o projeto na VA SYD foi amplamente reconhecido como uma prática recomendada na Suécia, levando outros municípios a adotarem a mesma solução para distribuição de água em suas respectivas áreas. Um exemplo é a Concessionária de água e esgoto do noroeste de Skåne (NSVA), na parte sudoeste do país. A NSVA está se beneficiando da experiência do Engenheiro de desenvolvimento Victor Pelin, que trabalhou anteriormente com Simon Granath para implementar a detecção de vazamentos na VA SYD.

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Simon Granath (à esquerda), Engenheiro de desenvolvimento da VA SYD, e Victor Pelin (à direita), Engenheiro de desenvolvimento da NSVA: “Queremos estar à altura dos melhores. Isso requer soluções baseadas em IA, como o SIWA Leak Finder.”

Além dos benefícios econômicos, o SIWA Leak Finder já ajudou a VA SYD a dar os próximos passos em direção a outra meta ambiciosa: até 2030, a empresa quer se tornar uma concessionária de água com neutralidade climática e economia de energia, sem interrupções não planejadas no serviço.

A VA SYD está no caminho certo com 8% de perda de água atualmente. “Nós realmente queremos bater essa meta. Há municípios que alcançam números muito mais baixos e queremos estar à altura dos melhores”, disse Simon Granath. E para atingir esse objetivo, não há como evitar a detecção inteligente de vazamentos e soluções baseadas em IA, como o SIWA Leak Finder.

Maio de 2021; atualizado em fevereiro de 2024
Entre em contato: Peter Welin
Equipe editorial: Histórias do setor

SWA Leak Finder

O SIWA Leak Finder é uma das aplicações da Siemens Water (SIWA) desenvolvidas especificamente para o setor de água e esgoto. Essa solução inteligente usa um algoritmo baseado em IA para identificar e classificar anomalias na rede de tubulação. Para funcionar de forma confiável, o SIWA Leak Finder é primeiro “treinado” com dados históricos de fluxo e pressão para aprender a separar as anomalias da operação regular e atribuir a causa correta a cada anomalia.

VA SYD

A VA SYD é uma das maiores concessionárias da Suécia, que investe pesadamente em tratamento sustentável de água e esgoto e busca soluções ambientalmente inteligentes na construção de comunidades. A empresa fornece água potável para mais de 546.000 clientes nas regiões ao redor de Lund e Malmö, no sul da Suécia.