Claire Swedberg
A tecnologia da Internet das Coisas (IoT) está ajudando crianças em idade escolar na Cidade do México a ter acesso a água potável saudável, com um software baseado em nuvem que gerencia a pressão, o consumo e as condições da água em cada bebedouro. ONDS Cognitive Labs, uma empresa de inteligência artificial (IA) e serviços de tecnologia, fez parceria com uma empresa latino-americana de serviços de água para desenvolver e implantar o sistema IoT.
A solução consiste em sensores sem fio em cada fonte para capturar dados de pressão da água, bem como o software NDS Cognitive Labs que gerencia esses dados, juntamente com informações de várias autoridades locais sobre potencial contaminação da água para cada local, para que a empresa de água possa visitar fontes específicas quando necessário. O sistema coleta os dados do sensor via IoT baseada em Sigfox ou uma rede celular. O software NDS então analisa as informações coletadas e preenche um painel com um mapa que permite aos usuários obter leituras em tempo real relacionadas à qualidade, velocidade, pressão e uso da água.
A área metropolitana da Grande Cidade do México tem 19 milhões de habitantes que vivem a uma altitude de mais de 7.000 pés, muitos dos quais enfrentam escassez de água. O Estado do México fornece água a granel da Comisión Nacional del Agua (Conagua), which is managed by a variety of local agencies and municipalities. To transport that water, the nation has nearly 11,000 kilometers of distribution lines, with several million water connections, some of them illegal.
O NDS Cognitive Labs, com sede na cidade, foi lançado há 15 anos para fornecer soluções baseadas em software para edifícios e agricultura inteligentes (por exemplo, um sistema para rastrear a produção de laticínios), de acordo com Gustavo Parés, CEO da empresa. A empresa começou a trabalhar com GE Digital em 2015 para desenvolver soluções de manufatura da Indústria 4.0.
O software da empresa fornece IA e aprendizado de máquina para dados baseados em sensores que podem ser usados por equipes operacionais de negócios. “Queríamos tirar proveito de como os dados não estruturados oferecem suporte aos dados estruturados para a tomada de decisões”, diz Parés. Na maioria dos casos, os fabricantes enfrentam desafios relacionados a sistemas díspares usados na fabricação, com um sistema de TI separado que não tem acesso aos dados de fabricação.
Em 2019, o NDS Cognitive Labs fez parceria com uma empresa de serviços de água que fornece infraestrutura que coleta e move água potável em todo o México, incluindo cisternas, encanamentos e bebedouros. A empresa havia recentemente conquistado um contrato com o governo do Estado do México para estender uma fonte de água limpa e potável a escolas e parques. O objetivo, diz Parés, era garantir que as crianças tivessem acesso a água corrente e de boa qualidade nos locais onde estudavam e brincavam.
A simples implantação de bebedouros, sem tecnologia de inteligência, não resolveria os problemas de água potável a longo prazo, explica Parés, porque seria muito desafiador para a empresa de água enviar funcionários para visitar regularmente cada uma das centenas de fontes para monitorar a pressão da água e determinar se os filtros precisam ser substituídos. Além disso, várias entidades, como autoridades locais de água, forneceram inspeções em alguns locais, mas a empresa de água não teve acesso a esses relatórios. Portanto, o NDS Cognitive Labs começou a trabalhar com a empresa para configurar uma rede de sistema única e unificada.
“A primeira etapa envolveu o mapeamento de todas as áreas [onde as fontes foram instaladas]”, diz Parés, “para garantir que poderíamos fazer uma plataforma centralizada de tomada de decisões”. O sistema deve ser capaz de consumir informações acessadas por várias autoridades públicas. “O segundo desafio era como poderíamos ter certeza de que teríamos filtros suficientes para lidar com as condições da água.” Algumas fontes podem exigir mudanças de filtro com mais frequência do que outras, com base na condição da água que está sendo filtrada ou na taxa de uso pelas pessoas no local.
O sistema resultante consiste em uma combinação de dados registrados manualmente e informações de filtro com base em IoT para identificar os tempos de substituição do filtro. Cada bebedouro vem com um dispositivo sensor IoT que mede a pressão, o volume e o consumo da água. Os dados de pressão da fonte são então analisados para determinar se um novo filtro é necessário. Um aumento na pressão pode indicar a necessidade de substituição do filtro, enquanto o uso pesado de água pode significar a mesma coisa.
O sistema possui um número de identificação exclusivo vinculado a essa fonte no software. Os dados são transmitidos periodicamente ao servidor NDS via celular ou conectividade Sigfox, dependendo da localização da escola. Sigfox, uma operadora de rede global francesa, fornece conectividade IoT usando transmissão de área ampla de baixa potência. Se a fonte exigir um novo filtro, o sistema pode automatizar a ordenação de um filtro para aquele local. Além disso, o software gerencia dados relacionados à condição da água com base em inspeções locais, e as autoridades de água ou saúde compartilham essas informações com o sistema automatizado.
Com base nessas informações, a solução do NDS Cognitive Labs pode solicitar o agendamento da equipe de serviço para visitar uma fonte específica. O software vem com a funcionalidade AI para calcular as condições de uma fonte que pode não ter sido inspecionada, com base em sua proximidade de outras fontes que foram inspecionadas. “Pegamos dados de diferentes fontes e aplicamos faixas comuns”, diz Pares. Este método de interpolação matemática, conhecido como Kriging, estima uma variável dependendo da localização geográfica.
Os dados do sensor permitem que a companhia de água defina limites aceitáveis com base na pressão ou volume, por exemplo. Embora o software pudesse gerar 100 relatórios dos dados sendo capturados, Parés diz: “Tivemos que nos concentrar em apenas dois ou três indicadores.” O sistema foi implantado em todo o centro do México, inclusive na Cidade do México. A longo prazo, pode ser estendido a todo o país, embora o governo tenha feito uma pausa na implantação por razões administrativas e políticas.
A parceria entre o NDS Cognitive Labs e a empresa de água possibilitou uma rede de água potável que poderia servir milhares de crianças, com limitada intervenção humana. “Foi uma boa primeira abordagem”, afirma Parés. “A empresa de água são os especialistas em água, mas eles não têm os recursos para coletar e gerenciar essas informações”.