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Como o gerenciamento inteligente tem impactado os sistemas de tratamento de água?

Conheça casos de sucesso em que sistemas integrados com tecnologias 4.0, como IoT e Gêmeos Digitais, têm impactado nos sistemas de tratamento de água.

Por: Emily Newton*      27/03/2023

O processo de tratamento de água envolve inúmeras etapas. Elas incluem o uso de métodos de triagem e filtragem para remover partículas grandes e pequenas, tratamento da água com vários produtos químicos desinfetantes e muito mais. O progresso na gestão Inteligente da água melhorou as medidas tomadas para preparar o líquido para o consumo.

Aqui está uma visão mais detalhada dos benefícios que as pessoas que trabalham no tratamento de águas residuais podem experimentar ao investigar e implementar tecnologias inteligentes. Essas abordagens ainda não são difundidas no setor, mas se tornarão cada vez mais populares à medida que mais líderes as testarem e implementarem em suas instalações.

Melhorando a eficiência e reduzindo as interrupções da infraestrutura 

Os profissionais de tratamento de águas residuais usam sua experiência para descobrir as melhores maneiras de manter as plantas funcionando sem problemas e alcançar os resultados desejados. No entanto, mesmo os mais instruídos profissionais não captam tudo. Ferramentas inteligentes de gerenciamento de água podem ajudar a preencher essas lacunas.

Eles normalmente coletam dados e os analisam e, em seguida, sinalizam as equipes sobre as informações que estejam fora dos parâmetros definidos. Os dados geralmente chegam quase em tempo real, permitindo que as pessoas ajam de forma rápida e decisiva para evitar resultados indesejados ou para otimizar processos.

A Northumbrian Water, que tem bases de clientes na Inglaterra e no País de Gales, começou a testar um sistema inteligente de bombeamento de águas residuais em 2020. Os tomadores de decisão da empresa esperavam que a atualização tecnológica ajudasse a organização a operar com mais eficiência e a minimizar a probabilidade de falhas. A tecnologia escolhida possui um motor e impulsor de altíssima eficiência que funciona de forma independente dentro de um sistema maior. Ele detecta as condições ambientais e faz automaticamente os ajustes necessários. Além disso, o sistema de bombeamento possui um sistema de detecção de bloqueio ativo que funciona movimentando o impulsor para frente e para trás para eliminar a obstrução.


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Essa abordagem reduz as chamadas de técnicos e as interrupções do sistema porque a tecnologia faz até 25 tentativas para remover um bloqueio antes de alertar as pessoas sobre ele. Os funcionários da estação de tratamento de água também obtêm dados detalhados sobre ocorrências como o número de horas que o sistema de bombeamento operou, o número de ciclos anti-entupimento e a eletricidade consumida. As pessoas também podem monitorar as operações remotamente e fazer alterações nas configurações sem visitar a fábrica.

Obtendo melhor visibilidade para gerenciamento inteligente de água com gêmeos digitais 

Os sistemas de tratamento de água precisam de supervisão constante para continuar funcionando corretamente. Além disso, as especificidades para uma operação eficiente variam de acordo com os tipos de infraestrutura que a usina possui. Por exemplo, um sistema de circuito fechado não pode perder um volume de água superior a 10% ao ano e continuar funcionando. Qualquer perda de água requer a adição de mais líquido e produtos químicos para reequilibrar o sistema.

O gerenciamento inteligente da água permite que as pessoas recebam avisos de condições anormais mais cedo. Então, eles podem agir mais rapidamente para evitar complicações dispendiosas. Algumas fábricas investiram em gêmeos digitais para aumentar sua visibilidade operacional geral. Os gêmeos digitais são versões digitalizadas altamente realistas e precisas de ativos da vida real. Eles geralmente se conectam a sensores inteligentes da Internet das Coisas (IoT) para obter dados do equipamento físico representado pelos gêmeos digitais.
Gêmeos digitais são ferramentas importantes  em um grande projeto de tratamento de água de San Diego, Califórnia. A iniciativa, conhecida como Pure Water San Diego, permitirá à cidade reciclar e tratar 30 milhões de galões de líquido, resultando em água purificada de alta qualidade. Um dos objetivos é reduzir a dependência de San Diego da água importada.

A primeira fase do projeto envolve cinco instalações de tratamento de água e 11 projetos diferentes sob a égide da Pure Water San Diego. Os tomadores de decisão usaram gêmeos digitais para coordenar como vários equipamentos funcionarão em conjunto com controles integrados. Um dos principais benefícios que os gêmeos digitais oferecem é a capacidade de testar diferentes opções antes de implementá-las na vida real. O gerenciamento inteligente da água otimizado com gêmeos digitais permite ver como o sistema funcionará em várias condições, minimizando quaisquer surpresas.

Por exemplo, o gêmeo digital pode simular 24 horas de desempenho em aproximadamente 20 minutos de tempo de modelo. Ele também coleta dados de qualidade da água, ajudando os gerentes de fábrica a ver como diferentes condições operacionais afetam essas estatísticas. A capacidade de prever os resultados antes que eles aconteçam aumenta as chances dessa nova iniciativa operar sem grandes incidentes.

Reduzindo as necessidades de trabalho humano com robôs 

Muitas indústrias lutam para encontrar trabalhadores suficientes para as vagas abertas. Os robôs surgiram como soluções viáveis ​​para esse problema. Eles se destacam em tarefas repetitivas e podem trabalhar por longas horas seguidas. O envelhecimento da força de trabalho é o principal fator que origina esse problema no setor de tratamento de águas residuais. Como as pessoas deixam a força de trabalho quando se aposentam, leva tempo e recursos para preencher essas posições novamente. Isso é especialmente verdade devido à transferência de conhecimento que deve acontecer do pessoal experiente para os que estão entrando no mercado de trabalho.

Não há uma maneira única ou rápida de resolver esse problema. No entanto, algumas instalações de tratamento de águas residuais usam robôs em estratégias inteligentes de gerenciamento de água. Essas máquinas podem lidar com alguns dos trabalhos que os humanos normalmente fazem. A Terminal Island Water Reclamation Plant, localizada em Los Angeles, Califórnia, é uma instalação que utiliza robôs no processo de tratamento de águas residuais, implantando-os em diversas aplicações. Alguns ficam em cima de recipientes de esgoto para coletar amostras regulares, enquanto outros ajustam misturas químicas ou ajustam os níveis de pressão da caldeira. Em outros lugares, as empresas desenvolveram robôs de tratamento de água que realizam limpeza e purificação automatizadas ou rastejam por canos para evitar entupimentos.

A coleta de dados é uma parte importante da gestão inteligente e eficaz da água. Os robôs podem coletar as informações necessárias de maneira rápida e discreta. Uma empresa, a Biobot Analytics, coleta dados que podem ajudar os planejadores da cidade a entender onde alocar o financiamento. Ela pode detectar coisas como vírus, exposições a produtos químicos e evidências de uso de drogas nas águas residuais. Os insights associados ajudam as pessoas a obter a confirmação de possíveis problemas, como epidemias ou aumento do consumo de drogas ilícitas.

Gestão inteligente da água é o futuro 

Muitos líderes de tratamento de águas residuais percebem que não podem seguir métodos desatualizados e continuar tendo sucesso em seus setores. Os exemplos aqui nos trazem evidências convincentes de por que eles devem considerar incisivamente a implementação de tecnologias inovadoras de gerenciamento de água em seus fluxos de trabalho. Os esforços associados podem não compensar imediatamente, mas provavelmente ajudarão as organizações a serem mais lucrativas a longo prazo.

Os clientes também se beneficiarão, porque haverá menos ocorrências de interrupções na planta, acidentes ou erros que possam afetar negativamente o acesso à água. Os líderes que estão pensando em utilizar tecnologias inteligentes devem pensar em entrar em contato com provedores de serviços que possam orientá-los durante o processo e responder a quaisquer perguntas que possam surgir. As organizações não se ajustarão às novas tecnologias da noite para o dia. No entanto, quando os funcionários têm o suporte de que precisam para transições suaves, é mais provável que aceitem o que há de novo em vez de resistir.


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*O conteúdo e a opinião expressa neste artigo não representam a opinião do Grupo CIMM e são de responsabilidade do autor.

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Emily Newton*

Emily Newton*

Editora-chefe da Revolutionized, uma revista online que celebra os avanços da ciência e da tecnologia.