Inteligência artificial ajuda a economizar água

Com informações da Agência USP - 06/03/2015

Abastecimento inteligente de água

Pesquisadores brasileiros usaram técnicas de redes neurais e algoritmos genéticos para desenvolver uma tecnologia que promete ajudar a economizar água.

O sistema permitiu reduzir o tempo de calibração em um setor de fornecimento de água real (em Araraquara, interior de São Paulo), de 12 horas para 26 minutos.

"Em outro setor menor, o novo método proposto calibrou a rede em 2 minutos e 12 segundos, enquanto o método tradicional consumia 2 horas e 37 minutos, no mesmo computador," conta Narumi Abe, que realizou o trabalho em conjunto com a professora Luísa Fernanda Reis.

Isto é possível porque o método híbrido aproxima os valores das pressões e vazões simuladas com as reais, fazendo uma calibração mais eficiente do que a atual.

A comparação das pressões previstas pelo modelo com os dados do monitoramento da rede permitem localizar e resolver vazamentos, reduzindo o desperdício de água.

Previsão da água

De acordo com Abe, os modelos de sistemas de abastecimento de água são análogos aos sistemas de previsão do tempo, sendo possível prever as pressões nas tubulações, planejar estratégias de bombeamento para atender ao consumo de água nos horários de pico, calcular o gasto de energia e outros parâmetros elétricos, além de estimar vazamentos.

"Esses modelos somente são úteis se suas simulações produzirem resultados realísticos. A calibração ajusta os modelos matemáticos para que isso ocorra ao otimizar suas diversas variáveis internas", afirma. "O monitoramento remoto da rede em tempo real é fundamental para fornecer informações ao modelo, como níveis dos reservatórios, vazões e pressões em alguns pontos de interesse".

O novo método de calibração utiliza técnicas de redes neurais artificiais, que imitam simplificadamente o modo como o cérebro realiza o aprendizado, combinadas com algoritmos genéticos.

"Esses algoritmos visam procurar as melhores soluções, baseados na teoria da evolução, eliminando as mais ruins e preservando as melhores para as gerações seguintes, sendo combinadas e 'selecionadas' novamente até que a melhor solução seja encontrada", explica. "A combinação não é inédita. A novidade é a utilização de técnicas estatísticas que auxiliaram a busca do algoritmo genético, evitando as piores soluções, conhecidas como hipercubo latino".

Inteligência artificial próxima de replicar adaptação biológica

Uso prático

O uso da inovação agora depende do interesse das empresas de abastecimento. E já há interessados no exterior.

"Temos sido contatados por algumas companhias de saneamento nacionais interessadas em implantar essas soluções e por diversos pesquisadores fora do país," contou Abe. "No Brasil, o custo da água ainda é muito baixo, fazendo com que exista pouco interesse das companhias de saneamento na resolução do problema dos vazamentos e no tratamento das águas residuárias, mas o cenário tende a se modificar com a atual crise hídrica".