NEPTUNE: EFICIÊNCIA E INOVAÇÃO NA REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA
Sara CARRIÇO1; Paulo OLIVEIRA2; Hélio PEREIRA3; Daniel SILVA4
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., [email protected]
2 - Engenheiro Civil, Vogal do Conselho de Administração da Aquapor Serviços, S.A. e da Luságua Serviços Ambientais,
S.A.; [email protected]
3 - Engenheiro Informático, Departamento de Engenharia e Novos Projetos, Aquapor Serviços, S.A.,
[email protected]
4 - Ciências do Ambiente, Departamento de Engenharia e Novos Projetos, Aquapor Serviços, S.A.,
[email protected]
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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;
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• 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
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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.
2.2.2 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.
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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.
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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.).
2.2.3 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.
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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 email 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.
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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.
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