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Inteligência Artificial: Poupar água de forma inteligente

A VA SYD, uma empresa sueca de abastecimento de água, reduziu a água não faturada de 10 % para menos de 8 %, utilizando um sistema de deteção de fugas baseado em IA que identifica fugas tão pequenas quanto 0,5 litros por segundo. A solução está agora a ser implementada em toda a sua rede e noutros municípios suecos.

Na VA SYD, regem-se por dois princípios gerais: o primeiro é que, mesmo que a escassez de água não seja, por si só, um problema na Suécia, desperdiçar água parece simplesmente errado. O outro é que, no que diz respeito a novas tecnologias, se deve começar em pequena escala, testar as coisas e aprender com os erros para garantir o sucesso em maior escala. O primeiro princípio foi a motivação para a criação de um sistema de deteção de fugas. E o segundo princípio definiu a abordagem, nomeadamente estabelecer uma prova de conceito numa secção relativamente pequena do sistema com 5.000 consumidores.

Pequenas fugas com grande impacto

Sediada em Malmø, a empresa sueca de abastecimento de água VA SYD opera um total de cerca de 5 000 quilómetros de condutas, dos quais 2 000 quilómetros se destinam à água potável. Localizar fugas é uma tarefa complexa. “Até muito recentemente, só conseguíamos detetar as fugas mais graves, que provocavam interrupções no serviço. Na verdade, são as fugas mais pequenas e lentas, muitas vezes provenientes de pequenos tubos de serviço, que são responsáveis pela maior parte da água não faturada”, salienta Simon Granath, Engenheiro de Desenvolvimento da VA SYD.

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Melhoria do serviço ao cliente

Outro aspeto é a melhoria do serviço prestado aos clientes. “Temos de manter muitas condutas numa área extensa e queríamos melhorar a nossa capacidade de localizar fugas através de zonas de medição inteligente. Para tal, decidimos procurar uma solução baseada em IA”, recorda Simon Granath.

A VA SYD avaliou vários sistemas. Em última análise, a solução teria de tirar o máximo partido dos medidores de caudal e dos contadores inteligentes disponíveis na área escolhida para a demonstração de viabilidade. O SIWA Leak Finder preenchia todos os requisitos. Esta solução inteligente utiliza um algoritmo baseado em IA para identificar e classificar anomalias na rede de tubagens. Para funcionar de forma fiável, o SIWA Leak Finder é primeiro “treinado” com dados históricos de caudal e pressão, para que aprenda a distinguir as anomalias do funcionamento normal e a atribuir a causa correta a cada anomalia.

A colaboração conduz a uma solução de IA ideal

“Mas, no que diz respeito ao conceito de implementação, deparámo-nos com alguns obstáculos. Precisávamos de encontrar uma forma de utilizar a deteção de fugas baseada em IA numa configuração local, em vez de num ambiente na nuvem”, afirma Simon Granath. A Siemens também conseguiu oferecer uma solução para esta necessidade. Ele continua: «Tivemos algumas discussões aprofundadas com a Siemens e os nossos departamentos de TI e TO sobre a melhor abordagem para instalar a solução SIWA Leak Finder nos nossos próprios centros de dados. Tanto quanto sei, esta é a primeira vez que algo assim é feito no setor da água sueco – e conseguimos levar o projeto a bom termo graças, em grande parte, ao apoio e à experiência da Siemens”.

Abordagem de simulação para melhorar os dados

O passo seguinte consistiu em aperfeiçoar os modelos hidráulicos das condutas e interligar os dados dos sistemas de medição e das estações de bombagem com o SIWA Leak Finder através do OPC UA. A VA SYD ficou então pronta para realizar os primeiros testes. Simon Granath explica: “Utilizámos o sistema para simular diferentes fugas e, em seguida, avaliámos os dados. Conseguimos detetar fugas tão pequenas quanto 0,5 litros por segundo – isto foi bastante impressionante e uma enorme melhoria em relação à solução anterior, que não oferecia qualquer meio de detetar pequenas fugas”. Assim, a água não faturada na rede de água potável da VA SYD pôde ser reduzida de 10% para 8%.

A economia fala a favor da solução

Com a prova de conceito na sua fase final, a VA SYD está também a trabalhar na expansão da solução para outras partes da rede. Por exemplo, na cidade de Lund, onde a VA SYD está a instalar medidores de caudal adicionais para fornecer mais dados da rede de condutas. Além disso, o projeto da VA SYD tem sido amplamente reconhecido como uma boa prática na Suécia, levando outros municípios a adotar a mesma solução para a distribuição de água nas suas respetivas áreas. Um desses exemplos é a Northwestern Skåne Water and Wastewater Utility (NSVA), na parte sudoeste do país. A NSVA está a beneficiar da experiência do engenheiro de desenvolvimento Victor Pelin, que anteriormente trabalhou ao lado de Simon Granath para implementar a deteção de fugas na VA SYD.

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Simon Granath (à esquerda), engenheiro de desenvolvimento na VA SYD, e Victor Pelin (à direita), engenheiro de desenvolvimento na NSVA: “Queremos estar à altura dos melhores. Para isso, são necessárias soluções baseadas em IA, como o SIWA Leak Finder.”

Para além dos benefícios económicos, o SIWA Leak Finder já ajudou a VA SYD a dar os próximos passos rumo a outro objetivo ambicioso: até 2030, a empresa pretende tornar-se uma empresa de abastecimento de água neutra em termos climáticos, que poupa energia e não regista qualquer interrupção não planeada do serviço.

A VA SYD está no bom caminho, com a sua atual taxa de água não faturada de 8%. “Queremos mesmo superar esse valor. Há municípios que alcançam valores muito mais baixos e queremos estar à altura dos melhores”, disse Simon Granath. afirma Simon Granath. E, para atingir esse objetivo, não há como contornar a deteção inteligente de fugas e as soluções baseadas em IA, como o SIWA Leak Finder.

Maio de 2021; atualizado em fevereiro de 2024
Contacto: Peter Welin
Equipa editorial: Histórias do setor

SWA Leak Finder

O SIWA Leak Finder é uma das aplicações da Siemens Water (SIWA) desenvolvidas especificamente para o setor da água e das águas residuais. Esta solução inteligente utiliza um algoritmo baseado em IA para identificar e classificar anomalias na rede de tubagens. Para garantir um desempenho fiável, o SIWA Leak Finder é primeiro “treinado” com dados históricos de caudal e pressão, de modo a aprender a distinguir as anomalias do funcionamento normal e a atribuir a causa correta a cada anomalia.

VA SYD

A VA SYD é uma das maiores empresas de serviços públicos da Suécia, que investe fortemente no tratamento sustentável da água e das águas residuais e promove soluções ambientalmente inteligentes na construção de comunidades. A empresa abastece mais de 546 000 clientes com água potável nas regiões em torno de Lund e Malmö, no sul da Suécia.