Sistema permite aumentar eficiência desde a captação. Na imagem, a Represa de Guarapiranga, em São Paulo – Foto: Marcos Santos / USP Imagens
Sensores para acompanhar o consumo de água, armazenamento em nuvem para reunir todas as informações e aprendizado de máquina para identificar e prever perdas na distribuição. Ao agregar tecnologias e aplicar o conceito de transformação digital, sistema desenvolvido na Escola Politécnica (Poli) da USP permite às empresas de saneamento realizarem manutenção preventiva da rede e tornar o abastecimento mais eficiente. O método foi pesquisado pelo cientista da computação Marcelo Teixeira de Azevedo e é descrito em sua tese de doutorado.
Para demonstrar como as tecnologias digitais podem ser aplicadas em processos industriais, Azevedo utilizou dados sobre o consumo de água na cidade de Mairinque (interior de São Paulo) e simulou no computador todas as etapas do sistema. “Empresas de abastecimento de água, gás e energia elétrica são indústrias conhecidas como ‘utilities‘ pois atendem a toda a população”, conta. “No Brasil, além dos problemas de escassez de água, há a questão das perdas durante a distribuição, que podem chegar a até 40% em algumas cidades.”
Para acompanhar o consumo de água, são utilizados sensores inteligentes conectados à internet. “Com a Internet das Coisas (IOT), a utilização da água é acompanhada em tempo real, não apenas pelas companhias de saneamento”, explica o pesquisador. “Qualquer consumidor pode obter as informações pelo computador ou em um aplicativo de celular e até efetuar o pagamento da conta, sem esperar pela medição mensal, quando normalmente são identificados os vazamentos.”
Os dados referentes a toda a rede de distribuição são armazenados em nuvem, ou seja, em servidores de computador que permanecem on-line. “Devido ao grande volume, é preciso utilizar a tecnologia de big data para processar todas as informações”, descreve Azevedo. Técnicas de aprendizado de máquina permitem relacionar dados sobre vazão e fluxo de água, identificando picos de uso e prevendo perdas causadas por vazamentos. “Assim, as empresas podem antecipar a manutenção das tubulações, acabando com as perdas.”
Transformação digital
A base do sistema desenvolvido na pesquisa é o conceito de transformação digital, chamado de manufatura avançada. “Em todo o mundo, há iniciativas que buscam utilizar tecnologias habilitadoras, como Internet das Coisas, nuvem e aprendizado de máquina, para fazer com que todo o processo industrial, desde o fornecimento da matéria-prima até a entrega do produto final, seja totalmente conectado”, afirma o pesquisador. “Isso é economicamente importante, pois aumentam a eficiência, a produtividade e os ganhos.”
Nos Estados Unidos, a transformação digital recebe o nome de Industrial Internet. No Japão é chamada de Sociedade 5.0 e na Alemanha, que serviu de inspiração para o modelo brasileiro de manufatura avançada, de Indústria 4.0. “Algumas empresas já oferecem consultorias para a implementação de tecnologias habilitadoras, que já transformaram o modelo de negócios em vários setores, como nos casos do Facebook, Netflix e Uber”, destaca Azevedo.
De acordo com o pesquisador, os resultados da simulação foram satisfatórios e demonstram que é possível transformar digitalmente um processo existente há muito tempo. “Ao trazer eficiência para o abastecimento de água, a transformação digital reduz perdas e leva inteligência tanto para a captação quanto para a distribuição”, observa. O estudo é descrito na tese de doutorado Transformação digital na indústria: indústria 4.0 e a rede de água inteligente no Brasil, publicada como livro eletrônico. A pesquisa foi orientada pelo professor Sergio Takeo Kofuji, da Poli.
Para entender as necessidades dos empresários brasileiros em relação à tecnologia, durante a pesquisa foram entrevistados 32 executivos de empresas da região de Campinas (no interior de São Paulo). O levantamento concluiu que há deficiências no conhecimento e na aplicação das tecnologias habilitadoras e levou a capacitação de novos profissionais a ser incorporada ao Centro USP/Huawei de Internet do Futuro, que realiza um programa de treinamento no Laboratório de Sustentabilidade (Lassu) da Poli, em parceria com a empresa Huawei. Iniciado em outubro do ano passado, o treinamento já está na oitava turma de alunos.
Mais informações: e-mail mdeazevedo@usp.br, com Marcelo Teixeira de Azevedo
