Onde usar Gêmeos Digitais no Saneamento?

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É bastante curioso como algumas palavras ganham significados novos ao longo do tempo. Ligar, por exemplo, eu imagino que lá nos primórdios tinha a ver com se importar. Quando o telefone foi inventado, na segunda metade do século XIX, passamos a usar essa mesma palavra para se referir a conectar em uma chamada de voz com outra pessoa.

A palavra apagar também teve uma jornada parecida. Saiu de apagar algo com uma borracha e derivou para apagar a luz com o invento da energia elétrica e a lâmpada e depois passou a se referir a apagar um arquivo digital.

A palavra cerne do nosso artigo de hoje é gêmeo. Se antes ela se referia a dois irmãos que nasceram no mesmo dia gestados pela mesma mãe, ela também representa um signo e uma constelação. Quando juntamos a palavra digital, voilà: um novo significado surge, mas nesse caso trazendo semelhanças com o original: uma cópia digital de uma estrutura física, processo ou um sistema.

Falando no segmento do mercado de infraestrutura, que tem todas as atenções voltadas para ele, o conceito de gêmeos digitais cai como uma luva. Afinal de contas temos 9 anos para universalizar o saneamento no país, levando água tratada a 99% da população e coletando / tratando esgoto de 90% da população. Metas ambiciosas que exigem não só um planejamento robusto de construções de novos ativos e reformas dos existentes, mas também muita tecnologia para trazer mais assertividade aos investimentos.

Vamos entender um pouco como os gêmeos digitais podem auxiliar grandes projetos e complexas operações do mercado de saneamento escalarem assertivamente?

O que são Gêmeos Digitais?

Como já abordamos acima, um gêmeo digital é a reprodução no mundo tecnológico de uma cópia de algo que pode ser um ativo de infraestrutura, XXX ou um processo.

Para a sua concepção, eles podem se utilizar do máximo de dados existentes sobre aquele ativo resultando em uma cópia digital fiel. Outra questão importante é a atualização em tempo real com os dados de diversos indicadores de performance coletados em campo.

 Com esses modelos digitalizados e fiéis a seu gêmeo “real”, podemos fazer diversas simulações de comportamento e observar os resultados obtidos. É como se tivéssemos um simulador virtual no qual pudéssemos fazer ensaios sem precisar de um laboratório físico em tamanho real.

Este conceito não é novo e de maneira muito similar a outras tecnologias que usamos no dia a dia, surgiu na NASA, mais precisamente durante o programa Apollo. Lembram-se da frase: “Houston we have a problem.” ? Pois na década de 60 o incidente com os tanques de oxigênio da Apollo 13 desencadeou o desenvolvimento de 15 modelos simulados para entender o problema.

Mas por que esse tipo de solução não se popularizou antes? Por alguns motivos: falta de capacidade computacional para processamento, inexistência de softwares comerciais, indisponibilidade de conexão de alta velocidade e soluções de IoT que pudessem coletar os dados necessários.

Onde podemos usar os gêmeos digitais no saneamento?

O panorama atual do saneamento, apontado acima, exige um programa complexo de obras civis. Se por um lado precisamos expandir para levar os serviços para a população que não tem acesso hoje, por outro precisamos fazer intervenções no que existe sejam elas de reforma, ampliação e até desativação.

Gêmeo digital de uma bomba em uma estação de bombeamento – Fonte: distat

Em projetos complexos como esses, complexos cálculos matemáticos são usados para dimensionar o que será feito e o efeito prático de todo esse planejamento só é realmente visto quando as obras estão concluídas e aquele sistema entra em operação.

São diversos os casos de uso que podem se beneficiar dessa tecnologia:

  • Estações de Tratamento de Água (ETAs) e Esgoto (ETEs). Desde o seu projeto de design que pode ser validado via um gêmeo digital, passando pela simulação em alterações na operação do ativo (aumento / diminuição de carga, mudança nas características fisioquímicas da água ou esgoto que entra na estação ou até como esse ativo pode se comportar em desastres naturais).

  • No caso das redes de distribuição de água tratada, podemos simular em regime de operação normal, o projeto hidráulico, validando se os pontos mais críticos da rede, que receberão mais pressão, estão reforçados o suficiente. Também é possível determinar se os materiais dos tubos e suas bitolas também estão de acordo.

  • Em redes de coleta de esgoto, pode-se prever qual a frequência que se deve fazer limpeza dos diversos segmentos. Pense que uma galeria que atende uma rua, tem menos chance de acumular sujeira e entupir do que uma que está em uma avenida principal recebendo esgoto de vários bairros.

  • Outro exemplo muito interessante que afeta a vida de muitos de nós nas temporadas chuvosas são as redes de drenagem pluvial e os famosos piscinões. Aprendi outro dia que uma boa prática é dimensionar esse sistema para a pior chuva num intervalo de 100 anos. Com essas simulações, podemos entender onde são os pontos que precisamos dar mais vazão na drenagem e onde colocar piscinões criando buffers e diminuindo temporariamente a carga de despejo em rios.

Em redes pluviais que ainda não estão 100% preparadas para esse tipo de cenário com chuvas pesadas, podemos extrapolar os cálculos e prever em quais pontos da cidade precisamos ter pessoal preparado para ajudar em tarefas de desentupimento de vias e bombeamento de água parada.

Medidores inteligentes – Fonte: Siemens

Estes são alguns exemplos de uso de gêmeos digitais. Porém, não podemos esquecer que por trás do uso dessa tecnologia temos uma variedade de soluções para suportá-la:

  • IoT

  • Inteligência Artificial

  • Edge Computing

  • Cloud Computing

  • Convergência IT/OT

  • Cibersegurança

  • Conectividade

  • …

Você conhecia aplicações práticas de Gêmeos Digitais como essas do saneamento?

Publicado originalmente em mauroperiquito.com

Sou Mauro Periquito, Engenheiro de Telecomunicações e Diretor Especialista de Prática na Kyndryl, onde desenvolvo e gerencio projetos de transformação digital para indústria, utilities, mineração, agronegócio e operadoras de telecomunicações. Em minha trajetória profissional tenho como propósito traduzir as necessidades dos clientes em soluções customizadas.

Também atuo em outras frentes como mentor, palestrante, conselheiro consultivo e escrevo diariamente no LinkedIn sobre gestão de pessoas, carreira, inovação e tecnologia, com a missão de trazer uma visão descomplicada sobre a tecnologia. Fui eleito no final de 2022 como LinkedIn Top Voice de Tecnologia & Inovação.

Durante minha carreira trabalhei em multinacionais no Brasil, países da América Latina, Espanha, Porto Rico, Emirados Árabes Unidos e Qatar. Em meu tempo livre, sou um grande entusiasta do ciclismo em seus diversos modos, incluindo o cicloturismo.

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