Como publicado em Bombas e Sistemas
Ninguém entende melhor o mau estado da gestão da infra-estrutura de água e águas residuais em muitas cidades e municípios dos EUA do que os profissionais de obras públicas. Devido aos orçamentos apertados e à falta de um amplo reconhecimento público do problema, as melhorias necessárias foram adiadas por anos ou mesmo décadas em alguns casos.
O problema não se limita a casos públicos proeminentes, como em Flint, Michigan. Estudos têm revelado perdas de água entre a fonte e o destino que chegam a 46%. Perdas desta magnitude são claramente insustentáveis a longo prazo. No entanto, um “rasgo e substituição” dos sistemas de água e esgoto existentes não é viável, apesar dos prometidos investimentos federais em infra-estrutura.
Como as cidades e vilas podem proteger a qualidade e disponibilidade de seus sistemas públicos de água e esgoto dentro de seu orçamento e restrições de recursos? O uso crescente da análise de dados e das tecnologias da Internet Industrial das Coisas (IIoT) estão desempenhando um papel fundamental na resposta a esta pergunta – um papel que só vai crescer em escopo e importância.
O uso de dados no gerenciamento de sistemas de água e esgoto não é novidade. Os profissionais de obras públicas há muito dependem de dados de teste de amostras de água e outras métricas coletadas manualmente para monitorar seu produto e a eficiência de seus sistemas de distribuição. Mas estes dados são limitados e retrospectivos; os resultados fornecem apenas um instantâneo do que estava acontecendo em um determinado momento no passado. E os dados raramente são analisados em agregado, perdendo-se a oportunidade de identificar tendências sutis que poderiam fornecer um alerta precoce de problemas em desenvolvimento.
Um novo paradigma
O IIoT muda este paradigma. A instalação de sensores em pontos críticos de controle ligados a sistemas de agregação e análise de dados permite o monitoramento contínuo, medição e análise de uma ampla gama de parâmetros – desde qualidade da água até taxas de vazão e desempenho do equipamento – fornecendo insights em tempo quase real. As vantagens são significativas.
Considere o problema da perda de água. Ao colocar sensores em pontos-chave de distribuição para monitorar e analisar dados de fluxo, os operadores podem identificar com precisão as áreas problemáticas e direcionar seus escassos recursos apenas para as seções que requerem reparos ou atualizações. Se um novo vazamento se desenvolver, os operadores podem ser alertados sobre o problema de fluxo em segundos, permitindo uma resposta mais rápida para minimizar a perda e o risco de uma interrupção. Igualmente significativo, a análise de dados de toda a infra-estrutura de água ou de esgoto ao longo do tempo fornece insights que ajudam os municípios a tomar decisões mais informadas de planejamento de capital a longo prazo.
Aplicações de alto valor
O IIoT pode transformar o gerenciamento de sistemas de água e esgoto. Mas também aumenta a necessidade de proteger os dados. Garantir a disponibilidade contínua e ininterrupta dos dados é um fator crítico de sucesso para explorar todo o potencial da análise em tempo real para aplicações de alto valor, tais como as seguintes:
Segurança e conformidade
O monitoramento e a análise em tempo real e contínuo dão aos profissionais de obras públicas a capacidade de identificar e responder às questões de qualidade de forma pró-ativa, protegendo a segurança pública. Estes dados também fornecem um rico registro histórico para apoiar a documentação de conformidade. Qualquer interrupção no fluxo desses dados, entretanto, pode levar a soluços operacionais que podem afetar o fornecimento, a pressão ou outras questões críticas de desempenho. Se os dados forem perdidos, esta lacuna pode levar a uma violação da conformidade regulamentar, resultando em uma multa.
Manutenção Preditiva
O monitoramento e a análise contínua levam a gestão do desempenho dos ativos (APM) a novos patamares.
Em vez de esperar até que as bombas ou válvulas falhem, os sensores coletam dados sobre vibração e outras variações sutis de desempenho e os alimentam em motores analíticos, detectando sinais precoces de problemas, evitando assim surpresas. Com o tempo de espera nas substituições muitas vezes se estendendo até semanas, saber com antecedência quando um equipamento requer uma revisão ou está próximo do fim de vida útil é crucial para evitar uma interrupção do processo.
A análise também fornece insights que permitem aos municípios reparar ou substituir apenas o que realmente precisa ser substituído, otimizando o uso de recursos financeiros. Qualquer interrupção neste fluxo de dados, entretanto, poderia efetivamente “cegar” os operadores para a condição de componentes-chave, levando a uma surpresa desagradável.
Monitoramento remoto
O monitoramento remoto permite que menos pessoas monitorem muito mais ativos, resultando em economia de mão-de-obra que pode rapidamente mostrar um retorno sobre o investimento para estes projetos. Isto é fundamental, especialmente quando os funcionários mais velhos começam a se aposentar e encontrar talentos qualificados para substituí-los pode ser um desafio.
Além disso, a capacidade de monitorar sistemas usando dispositivos que as pessoas já possuem – como smartphones e tablets – salva os municípios da compra de dispositivos dedicados para monitoramento remoto. A disponibilidade remota ininterrupta é fundamental nestas configurações, pois garante que os sistemas possam ser monitorados continuamente mesmo com falta de pessoal no local.
Conservação da água
Um exemplo interessante das possibilidades apresentadas pelo IIoT é o potencial de integrar dados meteorológicos, incluindo tendências de temperatura e precipitação, na análise da gestão de plantas. Isto pode fornecer insights preditivos para melhorar drasticamente a alocação de água e o processamento de águas residuais. Estas percepções permitem uma abordagem mais proativa para declarar ou levantar proibições de irrigação ou enchimento de piscinas, ou distribuição de água agrícola. A melhoria dos esforços de conservação permite aos municípios evitar expansões dispendiosas de capacidade. Dados ininterruptos tornam isso possível.
Colocação da base
Como mais profissionais de obras públicas reconhecem como a análise de dados em tempo real oferece valor em aplicações do mundo real, mais municípios darão seus primeiros passos na jornada da IIoT. Certamente, desenvolvimentos como a Smart City Initiative estão encorajando os centros urbanos a adotar novas tecnologias inteligentes de monitoramento e automação para melhorar tanto a eficiência quanto a segurança dos serviços públicos. À medida que a análise de dados se tornar mais comum em obras públicas, estas capacidades acabarão migrando para comunidades de médio porte e até mesmo menores.
Como as obras públicas e os líderes municipais planejam seu mapa rodoviário IIoT, é importante fazer agora os investimentos corretos para garantir o maior retorno possível. Investir em sistemas de dados que forneçam a alta disponibilidade necessária para o monitoramento e a análise contínua é fundamental.
Igualmente importante é garantir que qualquer nova infraestrutura de dados seja simples de operar e utilizável, dados os limitados recursos de TI típicos de muitos departamentos de obras públicas. As decisões corretas hoje posicionarão os departamentos de obras públicas para colher todos os benefícios do gerenciamento de sistemas “inteligentes” de água e esgoto ao virar da esquina.
