Sistema Inteligente de Dados de Água

Em Portugal, o serviço de distribuição de água para consumo humano é da competência municipal podendo existir diferentes modelos de gestão (i.e., gestão direta, por delegação ou por concessão). A gestão sustentável destes serviços pressupõe a recolha e atualização permanente de um conjunto alargado de dados (e.g., pressão, caudal, consumo) e seu processamento para geração de informação útil e utilizável não só para o controlo, gestão e operação corrente dos sistemas como também como suporte ao planeamento e gestão patrimonial atual e futura das infraestruturas. Dependendo do grau de maturidade da entidade gestora, estes dados podem ser recolhidos de forma pontual in situ, manualmente e armazenados em ficheiros ou mesmo em papel, ou recolhidos de forma sistemática e contínua, em tempo real, através de sistemas de telemetria. Os dados recolhidos correspondem a registos de pressão, caudal ou volume de água, níveis de reservatórios, consumos de energia e parâmetros de qualidade da água (e.g., cloro, pH). Existem também dados relativos às características da infraestrutura e dos consumidores, bem como dados meteorológicos. A análise desses dados e a sua transformação em informação útil para as entidades gestoras (EG) requer ferramentas avançadas. Este projeto de investigação tem como objetivo o desenvolvimento de novos algoritmos e modelos que permitam extrair informação relevante desses dados, permitindo às EG apoiar a decisão e melhorar a gestão dos referidos sistemas, reduzindo perdas de água e garantindo o abastecimento de água em quantidade e qualidade. Para esse efeito, foi constituída uma equipa multidisciplinar que combina conhecimentos técnicos de sistemas de abastecimento de água com conhecimentos de ciências dos dados, de inteligência artificial e de matemática. O projeto é constituído por cinco tarefas principais: (1) análise exploratória de dados; (2) análise preditiva de consumos; (3) localização espacial de roturas; (4) identificação e antecipação de eventos anómalos; e (5) desenvolvimento de um protótipo e de recomendações para apoio à decisão. Todos os algoritmos e modelos desenvolvidos serão incorporados num protótipo que permitirá (1) tratar séries de dados e categorizar/tipificar consumidores, (2) prever consumos de água e parâmetros de qualidade, (3) detetar e localizar roturas e (4) identificar e caracterizar eventos anómalos (e.g., consumos ilícitos, roturas, desgaste do contador). Esta ferramenta permitirá não só a redução das perdas de água, melhorando a eficiência de utilização dos recursos hídricos e reduzindo os consumos energéticos associados, como também permitirá tornar os sistemas mais resilientes às alterações climáticas, na medida em que se desenvolvem modelos de previsão mais inteligentes, permitindo às EG preparar atempadamente planos de contingência para fazer face à ocorrência de eventos extremos, comos sejam as cada vez mais frequentes secas. Os dados a serem analisados neste projeto são na sua maioria séries temporais e serão fornecidos por três entidades gestoras de dimensão e âmbito muito diferentes. A Câmara Municipal do Barreiro (CMB) gere sistemas de distribuição de água em meio urbano de forma tradicional com macromedição contínua e micromedição por contagem manual. A EMAS de Beja, gere sistemas em meio urbano e pequenos sistemas em meio rural, dispondo de macromedição contínua, de micromedição por contagem manual em grande parte dos sistemas e dispondo também de telemedição instalada em alguns consumidores. A Infraquinta é uma empresa municipal detida em 51% pelo Município de Loulé (Algarve) e em 49% pela empresa Quinta do Lago. A Infaquinta gere os sistemas de abastecimento de água da Quinta do Lago, um destino turístico de excelência. A Infraquinta representa uma EG de uma zona turística, com alta sazonalidade nos consumos de água sendo, por outro lado, um modelo de “EG do futuro” uma vez que dispõe de telemedição horária em todos os seus consumidores. Os resultados do projeto poderão vir a ser aplicados a outras 256 EG existentes em Portugal, geridas maioritariamente pelos municípios