As concessionárias de água enfrentam desafios únicos em suas operações, incluindo o equilíbrio da demanda crescente, o aumento dos preços da energia, o envelhecimento do encanamento, o aumento da pressão por eficiência e sustentabilidade e uma perspectiva desafiadora para o abastecimento de água. As ferramentas de gerenciamento tradicionais e as políticas atuais geralmente são inadequadas para resolver esses problemas. A maturidade das soluções orientadas a dados e a rápida evolução das tecnologias e redes de telecomunicações permitem aumentar a instrumentação e a telemetria das redes de água, especialmente de sistemas de distribuição, permitindo que a concessionária de água introduza agora dispositivos inteligentes, como bombas, tubulações, sensores e válvulas em sua rede.

Uma boa rede inteligente de água deve ser em camadas, usando dados das tecnologias de comunicação para apoiar as fontes e a produção de água, a sua transmissão e distribuição e, finalmente, as necessidades dos consumidores. Cada uma dessas camadas deve ser suportada por uma rede robusta de telecomunicações e TI para tornar o fluxo de informações através da rede rápido, confiável e seguro. Os dispositivos inteligentes podem incluir desde sensores até controle remoto, exigindo, assim, diferentes níveis de confiabilidade e segurança. Uma rede de água inteligente e sólida deve atender a essas necessidades adequadamente para evitar problemas posteriores no gerenciamento desses dispositivos.

Todos os dados coletados dos dispositivos inteligentes devem ser gerenciados, fundidos e analisados ​​para fornecer à concessionária de água informações que podem ser usadas em diferentes fases do processo da concessionária, como monitoramento e automação em tempo real, prontidão operacional e planejamento de rede.

Quanto mais fontes de dados e análises envolvidas no processo, maior o valor fornecido pela rede inteligente de água. Os dados não devem ser restritos a um único aplicativo, pois não apresentam tanto custo-benefício quanto dados de múltiplas finalidades. Além dos antigos sistemas SCADA, as novas ferramentas de automação permitem que as empresas de água e esgoto evitem bilhões de dólares em custos, garantindo o desempenho ideal dos sistemas. A análise da eficiência da distribuição e uso da água permite que os funcionários da cidade prevejam vazamentos e otimizem a pressão nas redes de distribuição para reduzir explosões, economizar água, economizar dinheiro, evitar interrupções no serviço e melhorar a qualidade do serviço. Ao utilizar software de análise e otimização no processo de planejamento de longo alcance, as cidades podem tirar grande parte das suposições do projeto.

As tecnologias e sistemas disponíveis hoje para redes de água inteligentes incluem, entre muitos outros, os seguintes: SCADA, Medição Avançada (AMR / AMI), Sensores, Medidores de Vazão e Pressão, Registradores de Dados, Painéis de Utilitários, Gerenciamento de Ativos (incluindo GIS e ferramentas esquemáticas) , Ferramentas da força de trabalho, Sistemas de alerta e Ferramentas de análise (Big Data).

Entre as novas tecnologias que devem ser consideradas nesta área encontram-se:

  • Smart water: uso de sensores ao longo da rede de distribuição para coletar dados do sistema que podem ser processados ​​por ferramentas de análise e ajudam o utilitário a apresentar um plano de monitoramento e uma solução para perdas e vazamentos.
  • Monitoramento de pressão e fluxo: Existem vários tipos diferentes de medidores e sensores disponíveis no mercado atualmente, empregando técnicas de detecção acústica, térmica, eletromagnética e química. Cada um tem suas próprias vantagens, desvantagens e custo, que devem ser analisados ​​para determinar a melhor adequação à utility.
  • Tecnologia de monitoramento: sistemas de monitoramento e análise da eficiência da distribuição permitem que a concessionária detecte, em tempo real, não-conformidades no desempenho da rede, como variações de pressão, vazamentos e falta de suprimento, por exemplo.
  • Medição remota: Os hidrômetros digitais permitem leitura remota usando tecnologias sem fio.
  • Software de planejamento: Atualmente, existem muitos tipos de software no mercado que podem ajudar no planejamento de soluções para sistemas de distribuição. Este tipo de software ajuda na análise, design, simulações e otimização da rede. Ao planejar e simular um projeto, a concessionária pode reduzir os custos operacionais e melhorar a qualidade do serviço. Essas ferramentas podem até ajudar no gerenciamento do uso de eletricidade pela concessionária, o que representa um dos maiores gastos das concessionárias de água.

O Papel das Telecomunicações

As comunicações e a tecnologia de big data impulsionam o sucesso da medição inteligente e das redes inteligentes de água, e as concessionárias devem tomar decisões sobre quais tecnologias usar nas transmissões de dados: telefonia com fios, cabos, banda larga, fibra óptica, radiofrequência, tecnologias emergentes ou celulares, como a 5G. Cada uma dessas opções difere em popularidade, custo, confiabilidade, segurança e escalabilidade. As concessionárias de água precisam não apenas garantir que suas seleções de tecnologia sejam adequadas ao objetivo desejado, mas também que fornecerão uma base para a construção de novos serviços no futuro.

Embora não haja padrões amplos para as concessionárias de água, muitas das implementações hoje usam algum tipo de comunicação sem fio. Mas isso não significa que os serviços públicos sejam limitados por uma tecnologia; inúmeras implantações usam tecnologias de comunicação complementares para criar uma rede robusta.

As opções de tecnologia feitas hoje serão usadas durante um período crítico de mudança no setor e precisarão se adaptar a muitas mudanças tecnológicas e comportamentais no horizonte, desde o aumento de dados até a tomada de decisões disponível para os consumidores e a concessionária. Escolher uma solução que não se adapte às necessidades futuras pode ser um erro caro.

As empresas de serviços públicos de água precisam adotar uma abordagem abrangente para suas escolhas de comunicação e devem considerar vários tópicos, como: Esta tecnologia é escalável? Qual a latência envolvida? Que cobertura pode ser fornecida? Opera em espectro licenciado? É uma solução proprietária ou padronizada?

A CelPlan realizou esses tipos de estudos para diversas empresas de serviços públicos no Brasil e nos EUA e pode propor soluções exclusivas para seus clientes, para apoiar seus esforços de otimização de rede e reduzir CAPEX e OPEX.

O dimensionamento dessa rede de telecomunicações requer várias camadas de informações, entre as quais podemos mencionar:

  • Localização dos dispositivos a serem monitorados e controlados (geo-localização)
  • Caracterização das necessidades de comunicações de cada dispositivo (tonelagem de dados, latência e protocolos)
  • Acordos e disponibilidade de tecnologia de compartilhamento de infraestrutura
  • Escolhas de tecnologia de telecomunicações
  • Projeto preliminar da rede de telecomunicações (backbone, backhaul, última milha)