Introdução
Abordar o problema de perdas de água e vazamentos de gás utilizando uma solução inovadora que combina Inteligência Artificial (IA) e tecnologia IoT para minimizar desperdícios e otimizar atividades de manutenção. Esta é a missão da Onyax, uma empresa inovadora atuante no campo das telecomunicações e monitoramento remoto industrial, capaz de oferecer uma resposta eficaz e alinhada com as necessidades avançadas de digitalização das redes de distribuição para gestores de água e gás. Assim nasce o projeto EVALD, que aproveita as grandes capacidades de IA da plataforma em Cloud ACE da Onyax, já utilizada por diversas concessionárias em nível nacional para monitorar remotamente suas instalações, com o auxílio de uma rede de sensores IoT eletro-vibro-acústicos, projetados com hidrofone integrado, bateria autônoma, dimensões reduzidas e instalação instantânea. Um projeto completo que visa uma inovação sustentável e eficaz na gestão de dois recursos fundamentais para nossa região.
Os desafios
Os desafios enfrentados pela Onyax no campo da Detecção de Vazamentos e Anomalias envolvem temas relacionados à simplificação operacional e à tecnologia de aquisição e processamento de dados. O primeiro desafio da Onyax começou considerando a diversidade e a vastidão das infraestruturas de distribuição onde é necessário aplicar soluções altamente escaláveis e adaptáveis a diferentes contextos técnicos. A isso se somam as necessidades de uma análise acústica e vibracional o mais sensível possível, com sinais livres de ruído graças a um processo experimental completo baseado em lógicas IoT, e a minimização de “falsos positivos/negativos” através do desenvolvimento de algoritmos de machine learning confiáveis aplicáveis na plataforma ACE da Onyax. Além disso, é de grande importância a sustentabilidade a longo prazo centrada no baixo consumo de energia, apoiada por um contributo duradouro oferecido pela Onyax com operações de pesquisa contínuas voltadas para minimizar desperdícios de água e reduzir as emissões de gases em instalações de condução urbana e industrial.
A solução
A solução EVALD, acrônimo de Electro-Vibro-Acoustic-Leakage-Detect, é projetada para integrar em um único ecossistema digital os dados provenientes de dispositivos IoT, algoritmos de deep learning e técnicas de modelagem numérica, analisando parâmetros acústicos, de pressão, elétricos e vibracionais. A ideia que deu origem ao projeto EVALD foi não se limitar exclusivamente à identificação de anomalias acústicas por meio de uma abordagem passiva, como na maioria dos sistemas tradicionais de detecção de vazamentos atualmente presentes no mercado, mas considerar uma análise acústica “ativa” apoiada por diversas fontes elétricas, de pressão e vibracionais.
O enfoque de escuta “ativa” utilizado pela Onyax e aperfeiçoado por meio de uma valiosa colaboração tecnológica com o Departamento de Eletrônica, Informação e Bioengenharia do Politécnico de Milão, consiste em inserir intencionalmente um som dentro da rede de água/gás e, por meio do dispositivo IoT TUBE-T3 com hidrofone integrado, ouvi-lo em vários pontos para obter o fluxo médio, analisando assim a variação na frequência do sinal recebido, excluindo possíveis ruídos ambientais. Esta técnica de Análise Acústica, junto com as grandezas referentes aos nós da rede (pressão, temperatura e vibração) já adquiridas nas redes de distribuição por meio da instalação de dispositivos IoT da Onyax, permite a criação e o subsequente “treinamento progressivo” do gêmeo digital da rede construído com base em modelos de inteligência artificial, para identificar, com maior precisão, as áreas com maior probabilidade de perda ou os chamados “falsos positivos”. Por fim, todos os dados coletados são enviados para a plataforma em Cloud, onde são analisados e visualizados por meio de interfaces intuitivas, permitindo aos gestores intervir prontamente.
Vantagens
As vantagens desta nova solução que combina IoT e inteligência artificial são evidentes principalmente na capacidade de reduzir a taxa de erro na detecção de perdas, permitindo aos gestores realizar campanhas de medição direcionadas antes mesmo de mobilizar equipes completas dedicadas à análise acústica em campo. Além disso:
- Eficiência energética: Instalação de dispositivos com bateria de longa duração e baixo consumo energético, com mínima intervenção dos operadores e abordagem sustentável consequente.
- Melhoria tecnológica: Os dados constantemente recebidos pelos dispositivos instalados permitem melhorar cada vez mais a precisão da análise e, de fato, uma realização mais fiel do gêmeo digital da rede física.
- Monitoramento contínuo: O uso de sensores IoT avançados permite um monitoramento contínuo da rede, garantindo uma visão constante do estado das infraestruturas e permitindo intervenções direcionadas em caso de anomalias.
- Escalabilidade: A solução EVALD é escalável e pode ser facilmente adaptada a redes de distribuição de diferentes tamanhos e complexidades.
- Preditividade: Com redes construídas em aço e protegidas com técnicas de proteção catódica, além de avaliar a real proteção de tubulações de água e gás, por exemplo, através do dispositivo BLACKBOX-CAT, podem ser aplicadas técnicas preditivas tanto sobre a vida útil dos ânodos sacrificiais quanto para entender se uma tubulação está iniciando um processo de redução, remoção do revestimento ou corrosão, todos indicadores de futuras perdas.
