NEPTUNE: EFICIÊNCIA E INOVAÇÃO NA REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA

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1 NEPTUNE: EFICIÊNCIA E INOVAÇÃO NA REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA Sara CARRIÇO 1 ; Paulo OLIVEIRA 2 ; Hélio PEREIRA 3 ; Daniel SILVA 4 RESUMO A implementação de uma estratégia de redução de perdas de água pressupõe uma abordagem integrada a uma quantidade significativa de informação que exige tempo e competências de análise que, na maior parte dos casos, não se coadunam com a rápida necessidade de atuação e com os recursos disponíveis nas Entidades Gestoras, verificando-se ainda muitas dificuldades do setor em responder de forma eficaz a esta problemática. Com o objetivo de promover melhores níveis de eficácia e eficiência do setor a este nível, a AQUAPOR LUSÁGUA lançou à ENERMETER e SAS Portugal, o desafio do desenvolvimento de uma aplicação que, de uma forma sistematizada e orientada à atividade, agilizasse e simplificasse todo o processo de implementação da metodologia intrínseca à redução de perdas de água. Deste desafio, resultou uma parceria que deu origem à ferramenta NEPTUNE Network Supervisor Engine, inovadora e com elevado potencial de implementação, tendo em conta a operacionalidade e versatilidade do produto final no domínio de atividade em questão. Palavras-chave: perdas de água; monitorização em tempo real; eficiência; geração de eventos. 1 - Engenheira do Ambiente - ramo Sanitária e Civil, Departamento de Engenharia e Novos Projetos, Aquapor Serviços, S.A., scarrico@aquaporservicos.pt 2 - Engenheiro Civil, Vogal do Conselho de Administração da Aquapor Serviços, S.A. e da Luságua Serviços Ambientais, S.A.; poliveira@aquaporservicos.pt 3 - Engenheiro Informático, Departamento de Engenharia e Novos Projetos, Aquapor Serviços, S.A., heliopereira@aquaporservicos.pt 4 - Ciências do Ambiente, Departamento de Engenharia e Novos Projetos, Aquapor Serviços, S.A., danielsilva@aquaporservicos.pt 1/8

2 1. ENQUADRAMENTO A AQUAPOR - Serviços S.A. é um dos principais players do Setor das Águas em Portugal, desenvolvendo a sua atividade desde 1997, sendo a sua principal área de negócio a Gestão de Concessões Municipais de Serviços Públicos de Abastecimento e Saneamento. Atualmente está presente em 13 concessões em Portugal, abrangendo 25 municípios, que optaram por esta forma de gestão. A empresa subsidiária LUSÁGUA - Serviços Ambientais, S.A., possui mais de 25 anos de experiência na Prestação de Serviços nas áreas da exploração, manutenção, assistência técnica, consultoria e controlo analítico de sistemas de Abastecimento, Saneamento e recolha de Resíduos em Municípios e Indústrias, encontrando-se atualmente em 58 Municípios. Desde 2011, o Grupo AQUAPOR tem focado a sua atuação na identificação de necessidades e oportunidades de melhoria interna e do setor em que se enquadra, o que se traduz na materialização do know-how adquirido ao longo do tempo, em soluções e abordagens inovadoras direcionadas para áreas de negócio específicas. Atualmente, o Grupo AQUAPOR LUSÁGUA assume como linha estratégica de atuação a criação de valor para as Entidades Gestoras do setor e restantes stakeholders. Neste âmbito, a AQUAPOR LUSÁGUA desenvolveu no seio do Grupo, conjuntamente com os parceiros tecnológicos ENERMETER e SAS, a ferramenta de suporte NEPTUNE, vocacionada para a melhoria da eficiência dos sistemas de abastecimento de água, através da redução de água não faturada, cuja relevância é inquestionável dos pontos de vista económico, social e ambiental, constitui atualmente uma das prioridades estratégicas em Portugal e das Entidades Gestoras. 2. GESTÃO DE PERFORMANCE DE REDE 2.1 Funcionalidades gerais O NEPTUNE é uma ferramenta de apoio à monitorização em tempo real dos sistemas de abastecimento e que permite agilizar o processo de aquisição de dados com origem nos equipamentos instalados, interpretação e avaliação de resultados relacionados com as variáveis que intervêm na deteção de anomalias, fugas e perdas de água. A ferramenta encontra-se em fase final de desenvolvimento no seio do Grupo AQUAPOR, destacando-se as seguintes funcionalidades principais: aquisição e manipulação de dados de variados tipos com diversas fontes de informação; validação e deteção de anomalias baseado em modelos de previsão de caudais; geração de eventos tipificados sem necessidade de experiência analítica deste tipo de dados pelo utilizador; gestão de eventos e apoio à decisão de intervenção; gestão das intervenções e trabalhos de deteção e localização da fuga, entre outros; 2/8

3 análise de perfis de consumo; avaliação do desempenho operacional da rede (relatórios de ocorrências). Assente em base web, materializando o conceito work anywhere, tão real e necessário nos dias de hoje, a implementação da solução assegurará a deteção em tempo real das anomalias no sistemas de abastecimento de água, a sua tipificação e a geração de eventos que permitirão desencadear um fluxo de trabalho a jusante para a sua resolução. A aplicação permitirá não só detetar, validar e identificar anomalias existentes no sistema, como também acompanhar todo o processo, desde a sua identificação até à sua resolução por completo por parte das equipas operacionais. Uma das características base da aplicação NEPTUNE será a existência de interfaces personalizadas de acordo com os perfis de diferentes utilizadores, consoante função e responsabilidade no processo. Uma vez que a aplicação funciona em base web não será necessária a instalação de dispositivos específicos de hardware, pressupondo-se somente a existência de ligação à internet. 2.2 Arquitetura de processos Em termos gerais, o funcionamento da aplicação engloba diversos processos que se materializam nos seguintes passos: Figura 1 - Arquitetura de processos 3/8

4 2.2.1 Importação e análise de dados Atualmente, a atividade diária das Entidades Gestoras é suportada por uma grande quantidade de dados adquiridos em tempo real, sendo fundamental transformar os dados recolhidos em informação que seja efetivamente utilizada no seio da entidade. A solução NEPTUNE tem subjacente o referido princípio, dado que o seu funcionamento assenta em processos criados para o efeito que permitem a importação e integração de dados de vários tipos e origens, designadamente do sistema de informação geográfica, da telegestão, da telemetria, equipamentos de aquisição e armazenamento de dados (sensores de caudal e pressão) e do sistema de gestão da manutenção. A unidade de análise da aplicação é a zona de medição e controlo (ZMC), pelo que a rede de distribuição terá que estar criteriosamente dividida num conjunto de zonas discretas, de contornos fixos e com entradas e saídas de água controladas através da medição de caudais. O elevado volume de dados que alimentam a aplicação são processados e analisados na perspetiva da sua validação e eliminação de dados anómalos, que podem ser devidos a problemas durante o processo de recolha da informação ou a situações excecionais de funcionamento do sistema. Uma vez que se está a operar com dados de diferentes origens, a ferramenta possibilita igualmente a sua agregação e a estimativa de propriedades estatísticas que caracterizam as principais propriedades dos dados. O processamento de dados consiste no tratamento instantâneo e estatístico de séries de caudal e pressão, procurando-se analisar variações estatísticas e discrepâncias das variáveis e, por comparação com padrões de períodos homólogos, detetar-se de forma automática e contínua situações anómalas que se materializam em eventos. Deste processo resulta então um modelo de dados validado, que será utilizado para forecasting e posterior reporting, aplicável ao sistema de abastecimento e às ZMC Visualização de resultados A ferramenta encontra-se vocacionada para a geração de eventos tipificados e não implica experiência analítica deste tipo de dados pelo utilizador, o que confere flexibilidade e autonomia ao processo de deteção de anomalias de funcionamento do sistema de abastecimento. A solução foi desenhada no sentido de proporcionar uma interface simples para visualização de resultados, com a possibilidade de se analisar os dados de histórico de variáveis, bem como os alertas gerados por via de desvios entre valores medidos e as previsões efetuadas. A página de entrada da aplicação permite a visualização de destaques respeitantes aos alertas mais recentes e caracterização da sua situação, bem como a visualização sobre motores gráficos online da informação relevante respeitante a eventos e áreas de análise. 4/8

5 Figura 2 - Página de entrada da aplicação A página de gestão de eventos permite a visualização de alertas, segundo os critérios de pesquisa a definir pelo utilizador, bem como a edição de informação relevante respeitante a cada evento e a visualização do desempenho do sistema. Figura 3 - Página de gestão de eventos A visualização dos resultados dos balanços de caudal em tempo real será realizada com recurso a gráficos de séries temporais de caudais instantâneos, médios ou mínimos por ZMC, onde se representam igualmente os eventos registados. Destaca-se que o balanço de caudal nos sistemas em análise incorpora, de forma automática, as dependências existentes em sistemas com múltiplos equipamentos de medição diferencial. 5/8

6 Figura 4 - Página de detalhe de eventos Destaca-se ainda, a possibilidade de visualização gráfica e/ou caracterização de informação relativa às ZMC, ao cadastro de infraestruturas, ao equipamento de medição e registo de dados (dataloggers), sendo importante associar às ZMC e dataloggers as suas características principais e a respetiva georreferenciação. A aplicação possibilita ainda a criação de gráficos e painéis de análise de histórico de todas as variáveis analisadas e eventos detetados, assim como a geração de relatórios tipificados e exportação de dados para formatos diversos (*.txt, *.csv, etc.) Atuação ( workflow ) O NEPTUNE foi desenvolvido com o intuito de detetar os seguintes tipos de eventos: fugas de água na rede; rebentamento de conduta; consumos anormais em grandes consumidores; caudais de entrada anormais nas zonas de medição e controlo; pressões anormais na rede; níveis de água anormais nos reservatórios; deteção de anomalias nos equipamentos de medição; deteção de anomalias nos equipamentos de transmissão. 6/8

7 Neste âmbito, o NEPTUNE será uma ferramenta poderosa de apoio à gestão de eventos e alertas, uma vez que possibilitará o seguinte: hierarquização das prioridades dos eventos; geolocalização de eventos e das infraestruturas dos sistemas; gestão de fluxos de informação e resolução dos eventos; capacidade de integração das variáveis recolhidas em tempo real com resultados de modelação matemática e triangulação de valores por forma a diminuir as áreas de pesquisa a zonas inferiores às ZMC; avaliação da dependência entre eventos simultâneos e desfasados no tempo; capacidade de reabrir eventos onde se detete que a situação não ficou completamente resolvida; capacidade de gerar alertas via e SMS. Figura 5 - Workflow da gestão de eventos Previamente à resolução dos eventos detetados, que se materializa em intervenções nos sistemas e na realização de trabalhos de deteção e localização de fugas, o utilizador terá de validar o evento com base no conhecimento do funcionamento do sistema. No caso de ser validado, inicia-se o processo de verificação e resolução por parte das equipas operacionais, ou em caso contrário, o evento é dispensado e fundamenta-se o fato na aplicação. 7/8

8 3. CONCLUSÕES A inovação na gestão não passa somente pelo uso de novas tecnologias, passa muito pela implementação de novos processos, de novas formas de fazer e por embeber toda a organização num desígnio comum de mudança e melhoria contínua. Contudo são muitas vezes estas tecnologias que colocam determinados problemas na ordem do dia, quer pela sua facilidade de utilização, quer pela mediatização e agilização que trazem aos processos com que se relacionam. Como mais-valia fundamental da aplicação NEPTUNE destaca-se o suporte à gestão operacional dos sistemas de abastecimento através da análise do seu funcionamento, utilizando os dados adquiridos em tempo real, a sua tipificação e a geração de eventos, bem como a perspetiva de integração com a gestão de eventos. Com a implementação do NEPTUNE, será possível introduzir eficiência e eficácia no processo de redução de perdas de água, minimizando de uma forma muito significativa os tempos de mobilização das equipas de operação e o tempo de tratamento e análise de dados relevantes à redução de perdas de água. Deste aumento de eficiência operacional no processo, resultam outros ganhos, bastante mais abrangentes e com impacto na atividade da Entidade Gestora, designadamente melhoria do conhecimento hidráulico das redes, a redução dos custos associados à água não faturada e os benefícios ambientais que decorrem da melhoria da eficiência das redes na utilização dos recursos ambientais, nomeadamente água e energia. 8/8