Isoil Lamon
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Um projeto italiano: usando inteligência artificial para melhorar o desempenho das redes de água

A multi-utilidade italiana, HERA Group, adotou ferramentas inovadoras baseadas em inteligência artificial para direcionar atividades de manutenção e detecção em sua enorme rede de dutos. Usando uma avaliação complexa do risco de falha de tubulação e suas consequências, o HERA está empurrando o antigo sistema de água da Itália para um futuro digital.

 

Lar da nascente Galvanina, Rimini, no nordeste da Itália, é famosa por suas águas desde os tempos romanos. A cidade ainda é famosa por sua água, mas hoje essa fama vem de sua abordagem pioneira à inovação em água.
O facto é que o sistema de água da Itália está afetado por perdas significativas. Estima-se que mais de 40 por cento de toda a água potável na rede de distribuição nacional do país é perdida por vazamentos. Inevitavelmente, esta escala de perdas tem um custo considerável, alguns números colocam isso em mais de EUR 4 bilhões por ano.
Com sede em Bolonha, a multi-utilidade italiana HERA S.p.A administra mais de 35.000 km de rede de distribuição de água e todo o sistema do ciclo da água com mais de 400 estações de tratamento de água potável. Em uma tentativa de reduzir o nível de perdas, o HERA adotou uma abordagem de ponta para prever onde é provável que ocorram falhas de dutos usando o produto Rezatec de Risco de Dutos. Essa ferramenta inovadora permite que a equipe de engenharia do HERA identifique potencialmente o dobro de vazamentos em comparação aos métodos anteriores. Permite que a empresa concentre seu investimento onde é mais necessário e melhore sua produtividade.

 

Compreendendo os riscos de falha do duto

A jornada para a previsão precisa de falhas começou em 2015, quando a empresa começou a buscar maneiras inovadoras de reduzir as perdas de dutos.
“Em 2015 iniciamos uma colaboração com a Universidade de Bolonha para entender se a idade, diâmetro ou material de nossos tubos eram os únicos fatores que poderiam influenciar o risco de quebra. Queríamos encontrar os fatores que influenciam o risco de rompimento em nossos dutos porque pensamos que não eram apenas fatores intrínsecos que estavam afetando nossa rede, mas também fatores extrínsecos ”, explica Maurizia Brunetti, Coordinamento Acquedotto (Coordenadora Técnica de Abastecimento de Água) no HERA.
Após vários anos de pesquisa dentro da parceria, vários fatores adicionais foram identificados como influentes na taxa de falha do duto.
“Descobrimos que existem fatores interessantes: não apenas o diâmetro ou o material de nossos dutos, mas outros fatores como o solo e a temperatura também influenciaram. Descobrimos que também tínhamos uma correlação com outros fatores, por exemplo, a salinidade do solo é uma variável que deve ser considerada. Há também o nível do lençol freático que é diferente nas diferentes áreas de nossa região ”, acrescenta Brunetti.
Mais de 30 por cento da rede HERA é feita de polietileno (PE) depois que muitos dos dutos existentes feitos de materiais como ferro fundido foram substituídos durante a década de 1990. No entanto, embora o PE tenha algumas boas qualidades em relação à instalação, ele também possui algumas qualidades negativas associadas a uma taxa de falha mais alta.
“Quando há uma pausa, geralmente pensa-se que depende da idade. Na verdade, após a colaboração com a universidade entendemos que esse fator não é tão relevante para todos os materiais. O material do duto é, portanto, um fator mais incisivo do que a idade do duto, apesar das suposições comuns ”, acrescenta Brunetti.
“Nossos operativos sabiam que nossos encanamentos de água têm maior probabilidade de romper nos meses de verão do que nos meses de inverno. Mas, depois do estudo na universidade, entendemos que essa correlação é tão grande porque mais de 30 por cento é feito de polietileno, que é um material super-correlacionado às variações de temperatura ”, afirma.

 

Escolha de uma solução preditiva

intelligenza artificiale

Armado com uma melhor compreensão dos modos de falha do estudo da Universidade de Bolonha, o HERA Group comissionou a ISOIL Industria S.p.A para ajudar a reduzir o uso de água não lucrativa usando novas tecnologias. O profundo conhecimento da ISOIL Industria das necessidades do mercado a torna o parceiro certo para conduzir as melhores decisões de negócios e obter ganhos de eficiência com suas soluções de medição e serviço. Aproveitando valores compartilhados com base na importância da água como um recurso valioso e uma visão conjunta relacionada às necessidades reais e futuras do setor de água, a ISOIL Indústria fez parceria com a Rezatec para implantar sua ferramenta de avaliação de risco de dutos.
A solução Pipeline Risk da Rezatec combina dados de satélite com técnicas de inteligência artificial para produzir mapas de risco que expressam parâmetros como Probabilidade de Falha (LOF).
“A Rezatec e a ISOIL foram os primeiros fornecedores a propor uma solução preditiva que considerou não apenas o diâmetro, a série de dados históricos sobre quebras ou a idade de nossos dutos, mas também o nível do lençol freático, o tipo de solo e a temperatura. Era um algoritmo que considera todos esses fatores e era mais integrado do que os dados que considerávamos anteriormente ”, comenta Brunetti ao comentar o algoritmo.
A avaliação preditiva da rede começou com uma análise retrospectiva dos dados de 2016-2018 para uma seção relativamente pequena de 490 km do sistema de água do HERA.
“Começamos com essa colaboração em 2019. Entregamos à Rezatec as quebras de 2016-2017 e pedimos que previssem mais quebras em 2018, que já haviam sido registradas, então fizemos uma comparação. Essa foi a primeira etapa que usamos para avaliar se o modelo estava certo ou não ”, acrescenta Brunetti.
Com o objetivo de encontrar 70 por cento de rupturas em 30 por cento da rede em investigação, a avaliação inicial deu ao HERA a confiança para implantar a solução Rezatec e em 2020 foi adjudicado um novo contrato.

 

Foco no investimento e na ação

O Pipeline Risk ajuda a HERA a priorizar seu investimento de substituição de dutos, avaliando a probabilidade de falha em cada seção de dutos usando dados históricos de falhas de dutos para construir um modelo preditivo. O modelo analisa dados sobre o material, diâmetro e idade do ativo, bem como o solo e terreno que o rodeia. Os dados de satélite são usados para fatorar o movimento do terreno, como elevação ou subsidência e crescimento da vegetação, que também tem impacto no risco de falha.
O aplicativo de gerenciamento de ativos não identifica apenas as partes da rede com maior risco de falha. A solução da Rezatec também expressa a Consequência da Falha (COF) como um custo para a concessionária. Essa métrica leva em consideração o número e o tipo de clientes potencialmente afetados por uma falha, quaisquer responsabilidades de terceiros, efeitos potenciais na rede de transporte, bem como o custo direto de escavação e substituição do tubo.
A combinação da probabilidade e das consequências da falha fornece um perfil de risco completo ou Valor de risco do pipeline (PRV). O chamado Valor de risco do pipeline é visualizado em um formato de painel simples para fácil interpretação. Essa abordagem avançada, orientada por dados, permite que o HERA direcione as atividades da equipe de campo em áreas-chave para intervenção, bem como priorize atualizações em áreas da rede com maior risco.
“Isso foi interessante para nós porque pudemos focar nossos investimentos e atividades”, diz Brunetti. “No momento estamos usando este recurso para orientar nossas atividades de detecção, então por exemplo em 2020 temos bons resultados em Sant’Arcangelo, uma comunidade perto de Rimini onde realizamos trabalhos de detecção nos dutos onde o algoritmo nos disse que estavam em um zona crítica ”, acrescenta ela.
“O controle ativo de vazamento em Sant’Arcangelo destacou resultados interessantes: 69 por cento de todas as quebras de dutos estão na parte da rede marcada como 4.5-5 LOF pelo modelo Rezatec. Essas redes representam 35 por cento da rede de Sant’Arcangelo. Portanto, o algoritmo preditivo pode ser usado para orientar melhor as renovações do HERA, que estão orçadas em mais de 30 milhões de euros por ano, ou para a detecção ativa de vazamentos ”, observa Brunetti.
“Estamos usando esse modelo para impulsionar renovações e atividades como detecção. Antes do modelo Rezatec, usávamos números para quebras históricas, então focamos nossa detecção de vazamentos nesses dutos. Usando o modelo Rezatec, agora estamos redirecionando a detecção de vazamentos para partes da rede onde não houve quebras, mas haverá no futuro ”, diz Brunetti.
“Este modelo pode ser dividido em diferentes oportunidades, não apenas renovações, mas também o período natural durante o qual fazemos nossas atividades de detecção de vazamentos, visando a distribuição de recursos de forma mais eficaz”, diz ela.
Posteriormente, o HERA decidiu estender este piloto inicial para cobrir 2.800 km de sua rede em 2021. O serviço de gestão de ativos cobrirá toda a província de Rimini e 400 km na província de Forlì-Cesena.

 

Adotando ferramentas digitais

Com as perdas de água tão altas na Itália, uma regulamentação para reduzir o vazamento de água e fornecer um abastecimento de água seguro foi introduzida em 2017, a resolução 917/2017. No entanto, mesmo antes da introdução desta regra, melhorar o desempenho era um objetivo fundamental para as empresas de abastecimento de água na Itália e em todo o mundo. O impacto da pandemia global enfatizou ainda mais essa prioridade.
“Mesmo antes do surto da Covid-19, era essencial melhorar a produtividade da força de trabalho e aproveitar ao máximo os recursos. A solução da Rezatec ajudará as concessionárias a entender melhor seus ativos enterrados, priorizar o investimento de forma inteligente e melhorar os resultados, levando os limites do controle DMA ativo em direção ao desempenho fixado pela autoridade ”, observou Luca Scansetti, Gerente de Serviços de Água da ISOIL Industria.
Claramente, as falhas de tubos não são simplesmente uma função da idade. Como o estudo universitário revelou, materiais e combinações de solo podem degradar e erodir em taxas diferentes, enquanto a temperatura também demonstra uma forte correlação com falhas.
Modelos sofisticados como o Pipeline Risk levam em consideração todas essas influências para indicar quais elementos da infraestrutura de rede representam o maior risco e o maior impacto nos resultados financeiros.
Como observa Philip Briscoe, COO da Rezatec: “Nossa missão é ajudar nossos clientes a tomar decisões de gerenciamento de ativos com base em dados para reduzir falhas, melhorar as margens e otimizar o gerenciamento geral de ativos. Com orçamentos apertados para muitas concessionárias, o Pipeline Risk pode ajudar a priorizar o investimento em infraestrutura ou economizar em manutenção e reparos. Dessa forma, as concessionárias podem se tornar mais proativas, eficientes e resilientes. ”
Sob pressão crescente para reduzir as perdas de água, economizar dinheiro e fornecer um serviço melhor para seus clientes, utilitários inovadores que estão avaliando vários fatores e usando inteligência artificial para produzir um modelo preditivo preciso estão entregando benefícios comprovados.
Nossos consultores estão disponíveis para a gestão, medição e eficiência de redes de água. Não hesite em contatá-los.

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Ultima modifica: 21 maggio 2019

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