Estudantes do IFPA Ananindeua implementam sistema para reduzir desperdícios e custos de estação de tratamento d’água

Um projeto de extensão desenvolvido por estudantes do Instituto Federal do Pará (IFPA) campus Ananindeua sobre implementação da Internet das coisas (em inglês: Internet of Things, IoT) em estação de tratamento de água para detecção de vazamentos por telemetria utilizando microcontrolador foi destaque na 8ª edição do ABM Week. O evento técnico-científico ocorreu entre os dias 3 e 5 de setembro no Pro Magno Centro de Eventos, em São Paulo. Foi organizado pela Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM). E tinha por objetivo a promoção de intercâmbio tecnológico, desenvolvimento da indústria e melhoria da competitividade das empresas do setor.

Com o nome “Implementation of iot in a water treatment plant to detect leaks by telemetry using microcontroller” - "Implementação da Iot em estação de tratamento de água para detecção de vazamentos por telemetria utilizando microcontrolador", o projeto tinha por objetivo mostrar que era possível atingir a eficiência com a adoção da internet das coisas para identificar em tempo real os vazamentos d’água e automatizar o horário de funcionamento das bombas em horários estratégicos. Com o circuito implantado espera-se conseguir minimizar o gasto de energia em horários de pico de consumo. 

As estudantes dos cursos de Bacharelado em Ciências e Tecnologia e em Ciências da Computação, Ana Beatriz das Neves Conceição e Jossylyn Dayanny Casseb Campos, são as autoras do projeto. Elas contaram com a orientação do Professor Dr. Denis Costa (IFPA) e da Professora Dra. Verônica Scarpini Cândido (UFPA). Para a realização do projeto, foi adotado a metodologia aplicada à coleta de dados, microcontroladores, softwares e programação para instalar sensores na caixa d’água conectados à rede wi-fi e conseguir registrar as informações sobre o nível d’água, detectar anomalias e possíveis vazamentos. 

A estudante Ana Beatriz das Neves Conceição, 22 anos, detalha que ela e a Jossylyn Campos fizeram estágio em uma mesma empresa. E nesse período, elas perceberam que era necessário analisar a necessidade de algumas manutenções e reparos, principalmente na estação de tratamento d’água. Juntamente com o engenheiro da empresa, decidiram verificar quantas vezes a bomba da caixa d'água era acionada e se poderiam automatizar o sistema que até então era manual. “Começou como algo pequeno. A gente só queria ter o registro de consumo d’água e quantas vezes a bomba era acionada por dia. Porém identificamos anomalias e implementamos outros sistemas. Constatamos que havia vazamentos d’água e levamos os dados coletados para gerência da empresa. Daí foi feito o processo de manutenção na estação”.

A estudante Jossylyn Dayanny Casseb Campos, 26 anos, comenta que o projeto iniciou em julho de 2023. “Realizamos uma pesquisa para definir como poderíamos implementar o projeto e descobrir quais materiais e softwares poderíamos utilizar, com menor custo e maior benefício”. 

Os dados coletados pelo circuito implantado pelas pesquisadoras foram transmitidos para um sistema central em que um software processava as informações e os algoritmos realizavam o reconhecimento de padrões que apontaram os vazamentos. O próximo passo será a implementação de um sistema de acionamento, onde a caixa d'água passará a ser abastecida em horários de baixo custo de consumo de energia.

Sobre a participação na ABM Week, Jossylyn Campos avalia que foi extremamente importante para o desenvolvimento pessoal e profissional. Agradeceu aos professores Verônica Scarpini, da Universidade Federal do Pará (UFPA) e o professor Denis Costa (IFPA) pela parceria, pois foi justamente por conta da parceria entre o IFPA e a UFPA que elas tiveram a oportunidade de saber do evento, receberam apoio e orientação para a produção do artigo até a aprovação. “Participar de eventos internacionais como este nos proporciona uma visão diferenciada. Retornamos com perspectivas mais modernas e abrangentes, e novos desafios”, ressalta.

As estudantes explicam que o projeto de extensão terá continuidade. Com foco na sustentabilidade ambiental e na economia financeira da empresa, pretendem solucionar os vazamentos e automatizar os horários em que as bombas ligam e desligam. Pretendem, assim, otimizar o consumo d’água e reduzir os gastos com energia. “Estamos aguardando as reformas do sistema da ETA, para poder colocar em prática as soluções encontradas pela pesquisa. Anseio desenvolver novos projetos sob orientação do professor Denis Costa e da professora Verônica Scarpini os quais sou grata pela gentileza e pelas orientações”, destaca Jossylyn Campos.

Jossylyn continua estagiando na empresa onde a primeira fase da pesquisa foi desenvolvida. E deve dar continuidade à pesquisa em parceria com Ana Beatriz que está estagiando no Laboratório de Engenharia de Materiais da UFPA em Ananindeua. O IFPA Campus Ananindeua realiza as simulações Computacionais. Os experimentos analógicos são realizados nos laboratórios da UFPA Campus Ananindeua. O IFPA tem expertise na área de Inteligência Artificial e Inteligência Computacional. Esta parceria entre as duas instituições fortalece a troca de conhecimentos entre os pesquisadores.

O professor Denis Costa comenta que as pesquisas sobre o uso da Internet das Coisas (IoT) para monitoramento de vazamentos em estações de tratamento de água surgiu nas aulas dos professores Mara Lima e Walber Abreu, das disciplinas de Oceanografia e Hidrologia. Ele acredita que esses componentes curriculares, presentes no Bacharelado em Ciência e Tecnologia do IFPA Campus Ananindeua, despertaram nas discentes a motivação para usar Ciência e Tecnologia para desenvolver instrumentos capazes de detectar os desperdícios provocados por vazamentos. “Durante os estágios das estudantes foi possível obter informações que foram utilizadas para criar um banco de dados. Queremos agora aplicar essa tecnologia, associada ao ODS 6, para minimizar o desperdício e maximizar o número de famílias atendidas com água de qualidade”.