Água Inteligente: Aproveitando IoT para Monitoramento e Gestão da Água

Precisamos de água. Por mais óbvio que isso pareça, às vezes a consideramos garantida e esquecemos que abrir a torneira e ter acesso abundante a esse recurso essencial é um luxo que milhões de pessoas em todo o mundo não desfrutam . Seja para consumo humano ou animal, agricultura, lazer ou geração de energia, a água define nossas vidas e sua gestão está se tornando cada vez mais importante tanto para instituições públicas quanto privadas.

Por isso, todos os esforços dedicados à preservação da água são de grande importância, e tecnologias como IoT já estão dando importantes contribuições para esse fim. A tecnologia IoT pode fornecer uma solução eficiente e com bom custo-benefício para o monitoramento da água, permitindo a coleta e análise remota de dados em tempo real. Neste artigo, exploraremos como IoT está sendo usada para diferentes tipos de monitoramento da água e os benefícios que ela oferece.

Monitoramento da qualidade da água

Poucas combinações são tão desastrosas quanto a dependência de todos os organismos vivos em relação à água, e a consequente poluição dessa água por diversos produtos químicos, plásticos, resíduos e até mesmo materiais radioativos . Essa combinação resulta em problemas de saúde , contaminação de produtos agrícolas , ecossistemas afetados negativamente e prejuízos econômicos.

Por isso, o monitoramento da qualidade da água, como parte de estratégias mais amplas, é um passo crucial na prevenção e mitigação dessas consequências negativas, e IoT já comprovou seu valor nesse campo, fornecendo coleta, análise e visualização de dados em tempo real. Algumas das variáveis ​​analisadas em uma solução de monitoramento da qualidade da água são:

1. Monitoramento de pH : O monitoramento de pH acompanha a acidez ou alcalinidade da água. O pH afeta a solubilidade de nutrientes e metais pesados, e também pode impactar a vida aquática.
2. Monitoramento de oxigênio dissolvido : Os níveis de oxigênio dissolvido são essenciais para a vida aquática, e seu monitoramento pode ajudar a detectar problemas como baixos níveis de oxigênio devido à poluição, proliferação de algas ou outros fatores.
3. Monitoramento da turbidez : A turbidez refere-se ao nível de opacidade ou turbidez na água causado por particle . Altos níveis de turbidez podem tornar a água imprópria para consumo, e seu monitoramento é fundamental para garantir a qualidade da água.
4. Monitoramento da temperatura : A temperatura afeta muitos aspectos da qualidade da água, incluindo os níveis de oxigênio dissolvido e a disponibilidade de nutrientes.
5. Monitoramento da salinidade : Os níveis de salinidade podem afetar a vida aquática, o crescimento das culturas e a eficácia dos sistemas de irrigação.

IoT aprimorou o monitoramento da qualidade da água, fornecendo coleta, análise e visualização de dados em tempo real, o que oferece uma visão mais clara para os analistas e permite a tomada de ações mais rápidas e precisas.

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Gestão da água

A água chega à nossa infraestrutura e o problema passa de mantê-la limpa para usá-la de forma eficiente. Vazamentos de água podem passar despercebidos por longos períodos e acabar aumentando as contas em centenas de dólares , ou até mesmo causar grandes danos estruturais. Isso resulta em cerca de uma em cada 60 residências seguradas com sinistros por danos causados ​​por água ou congelamento a cada ano, com um prejuízo médio de USD 11.650 .

Mas não só isso: com as secas se tornando uma realidade cada vez mais presente em muitos lugares do mundo (não podemos esquecer a recente crise hídrica da África do Sul ), o uso eficiente da água não é apenas uma questão de finanças pessoais, mas uma questão social que exige todo o empenho e inovação.

É por isso que milhares de edifícios comerciais em todo o mundo estão começando a se beneficiar da implementação de soluções IoT que os ajudam a identificar e monitorar seu consumo de água em tempo real.

No centro dessas soluções estão dispositivos como registradores de pulso que monitoram hidrômetros e rastreiam o fluxo de água. Graças a tecnologias de conectividade como Wi-Fi ou LoRaWAN , esses dispositivos podem encaminhar os dados coletados para plataformas como Ubidots , onde o gestor do edifício pode observar as tendências de consumo, configurar alertas para ser notificado de qualquer anomalia e até mesmo executar funções personalizadas para analisar dados históricos.

Outros dispositivos que compõem essas soluções são os detectores de vazamento de água que, como o próprio nome indica, são responsáveis ​​por detectar vazamentos em uma superfície monitorada ou anomalias no fluxo e na pressão da água. Existem três tipos principais de dispositivos nessa categoria:

• Sensor de inundação : esses dispositivos alertam o usuário quando entram em contato com a água e, portanto, se posicionados estrategicamente, podem ser um bom método para detectar vazamentos precocemente.
• Medidor de vazão : esses dispositivos são instalados no sistema hidráulico e monitoram a vazão e a pressão da água. Desvios nessas variáveis, detectados pelo dispositivo (ou pela IoT ), são reconhecidos como vazamentos com um alto grau de precisão.
• Detector ultrassônico de vazamentos : esses dispositivos são instalados sobre o sistema de encanamento (sem necessidade de cortar os canos) e, utilizando tecnologia ultrassônica, monitoram o consumo de água para detectar anomalias, como no caso dos medidores de vazão.

Monitoramento do nível da água

Na forma de rios, lagos e barragens, a água define e molda nossas cidades, como um marco em movimento que pode tanto embelezá-las quanto causar estragos. Inundações cada vez mais frequentes (um dos múltiplos efeitos das mudanças climáticas) colocam em risco comunidades inteiras ao redor do mundo a cada ano, resultando em perdas de vidas e devastação .

Com tanto em jogo, não é surpresa que IoT esteja sendo usada por instituições públicas e privadas para auxiliar na mitigação dos danos causados ​​por enchentes.

Por exemplo, a Peclet Technology , uma empresa australiana especializada em cidades inteligentes, está ajudando as administrações locais a monitorar o nível de córregos e rios . Os dados, coletados e disponibilizados publicamente por meio da Ubidots , são usados ​​para informar moradores, empresas e serviços estaduais de emergência sobre o risco de inundações.

Em menor escala, também existem dispositivos de nível que monitoram tanques e bebedouros, fornecendo informações em tempo real sobre o consumo de água e a necessidade de reabastecimento. Esses dispositivos, particularmente úteis na agricultura, são projetados para suportar as condições climáticas externas e não incomodar os animais enquanto bebem. Uma configuração simples, combinando esses dispositivos com Ubidots , pode garantir o bem-estar animal graças a alertas oportunos e visualizações intuitivas.

Monitoramento da água na agricultura

Ao nos afastarmos das cidades e irmos para o campo, a água torna-se essencial para todas as atividades agrícolas das quais dependemos. Todos os problemas que abordamos neste post assumem uma forma diferente quando se trata de agricultura — e embora secas e inundações sejam certamente as mais destrutivas para este setor (custando-lhe USD , em conjunto, no período analisado) , aspetos como a qualidade da água, a sua utilização eficiente e a sua disponibilidade geral (para além das secas) são cruciais para as operações diárias.

Por exemplo, fornecer água para o gado ou para as plantações em campos distantes pode ser um desafio logístico complexo que pode envolver, entre outras coisas, o acesso a aquíferos subterrâneos e a instalação de sistemas de bombeamento para extrair a água.

Neste exemplo, IoT pode ser implementada para duas finalidades: monitorar variáveis ​​da água, como seu nível, e controlar o sistema de bombeamento. Dessa forma, é possível adotar uma abordagem mais sistemática e conveniente para a distribuição da água de poço e para o planejamento geral da operação, resultando em menor desperdício de água e, consequentemente, em uma experiência agrícola aprimorada.

IoT também pode contribuir para a melhoria do uso da água na agricultura graças à implementação de sistemas de sensores de umidade. Utilizando dispositivos de umidade e conectividade celular ou LoRaWAN, é possível monitorar grandes extensões de terra e realizar uma irrigação mais eficiente.

Os dados gerados por esses dispositivos podem então ser enviados para um dashboard Ubidots , onde é possível determinar com precisão quando e quanto irrigar. Além disso, os sensores de umidade podem ser apenas parte de um sistema de irrigação IoT mais amplo, capaz de gerar uma economia de milhares de dólares em gastos com água, utilizando outros sensores como esses:

• Nível
• Pressão
• Fluxo
• Sensores de qualidade (para medir condutividade ou pH, entre outras variáveis)
  

Monitoramento de recursos hídricos

Em última análise, ao combinar várias das estratégias mencionadas anteriormente, IoT também pode ajudar no monitoramento e na preservação de bacias hidrográficas e grandes corpos d'água, como lagos e rios.

O monitoramento da qualidade da água, a gestão da irrigação e o monitoramento dos níveis podem esclarecer os efeitos da irrigação e do escoamento agrícola/urbano, e como eles impactam o nível das águas superficiais e subterrâneas, para melhor compreender o fluxo no sistema hídrico, identificar problemas e implementar soluções.

Os benefícios de estratégias em larga escala como essas, que abrangem bacias hidrográficas e grandes corpos d'água, como lagos ou rios, podem ser vastos, tendo um impacto positivo, entre outros, em:

• Recreação
• Agricultura
• Prevenção de inundações
• Consumo de água
• Sustentabilidade ambiental
• Desperdício de água
• Erosão do solo
• Geração de energia
  

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Ao permitir o monitoramento e a análise remotos e em tempo real de múltiplas variáveis-chave, IoT transformou positivamente a maneira como rastreamos, analisamos e gerenciamos os recursos hídricos. Ao aproveitar o poder da IoT , agora é possível monitorar diversos aspectos da qualidade, do nível e do uso da água, e responder de forma eficiente a quaisquer anomalias ou problemas.

Desde medidores de água inteligentes e sistemas de detecção de vazamentos até sensores de qualidade da água e soluções de monitoramento de enchentes, IoT está nos proporcionando insights inovadores sobre nossa relação com a água e nos ajudando a tomar decisões mais informadas sobre sua gestão e conservação. À medida que continuamos a enfrentar desafios crescentes relacionados à escassez e poluição da água, IoT , sem dúvida, desempenhará um papel crucial para garantir a sustentabilidade desse recurso essencial.

Primeiros passos com equipamentos de gestão de água

No mundo do monitoramento e gestão da água, escolher o hardware certo é crucial para o sucesso. Com inúmeras opções disponíveis, a escolha pode ser complexa. Para ajudar as empresas a iniciarem sua jornada rumo a soluções inteligentes para água, recomendamos dispositivos testados e aprovados que se integram perfeitamente ao Ubidots. Essas opções de hardware confiáveis ​​são um excelente ponto de partida para projetos de gestão hídrica.

NCD (Dispositivos Nacionais de Controle):

Com mais de 20 anos de experiência na produção de hardware, a NCD é uma fabricante de dispositivos comprovadamente eficaz, que oferece produtos para praticamente todos os segmentos de mercado e aplicações. Com foco em confiabilidade e robustez, os dispositivos da NCD são uma ótima opção para muitos dos tipos de monitoramento de água abordados neste artigo.

Os sensores sem fio de longo alcance da série empresarial da NCD incluem diversos dispositivos para detecção de umidade do solo, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica e água, que oferecem, entre muitas outras características, um alcance de 3,2 quilômetros em linha reta, até 10 anos de duração da bateria e altos níveis de precisão.

Aprenda como enviar facilmente dados gerados por sensores NCD para a Ubidots.

Controles Red Lion :

Red Lion é uma empresa americana que se concentra em capacitar organizações industriais a desbloquear o valor dos dados, desenvolvendo e fabricando produtos e soluções inovadoras para acessar, conectar e visualizar suas informações. Red Lion atendem à necessidade de recuperar dados de dispositivos antigos e novos, além de proteger contra as violações de segurança enfrentadas pelo setor de água e esgoto.

Desde medidores de painel que colocam os dados ao seu alcance até plataformas que permitem integrar dados de diferentes locais , os produtos da Red Lion

Aprenda como conectar o Crimson® 3.2 da Red Lionusando o conector de nuvem nativo do Ubidots.

Ubidots casos de uso reais para gestão de água

Borda livre: Tornando o Lago Erie inteligente

Assim como a Peclet Technology, já mencionada, outras empresas especializadas em gestão e monitoramento de água utilizam Ubidots como parte de suas soluções. É o caso da Freeboard Technology , empresa que está construindo redes de sensores ambientais mais inteligentes para lagos, rios, estuários e áreas úmidas, combinando tecnologias comprovadas e emergentes para monitorar e prever as condições ambientais.

Atuando em áreas tão extensas e complexas como o Lago Erie, a Freeboard monitora os impactos das mudanças climáticas, do excesso de escoamento de nutrientes, de algas tóxicas, da hipóxia, de inundações extremas, de correntes perigosas, de ventos fortes e da erosão costeira, utilizando sistemas de alerta precoce, analisadores de nutrientes online, redes de boias interligadas e plataformas de observação.

Ed Verhamme cofundador da Freeboard , "a Freeboard influenciará e direcionará o projeto, a fabricação e a implantação de redes de novos sensores e infraestrutura necessários para monitorar e proteger as águas de nossa nação".

Pico HydroMet: Monitoramento da salinidade ao longo do rio Fraser

A Peak HydroMet Solutions , uma empresa canadense dedicada a fornecer serviços completos de monitoramento ambiental, é outro exemplo de como IoT e Ubidots podem ser usadas para diferentes aplicações na área de monitoramento de água. Alguns de seus projetos se concentram no monitoramento em larga escala de rios e bacias hidrográficas, com o objetivo de compreender os efeitos da captação de água para irrigação no nível da água, bem como a viabilidade da irrigação em certas áreas afetadas pela salinidade.

Um desses projetos se concentrou no rio Fraser, em Delta, Colúmbia Britânica, buscando capturar e exibir dados de sensores que possam ser usados ​​para monitorar a qualidade da água de irrigação com a ajuda de agricultores locais. O projeto consiste em coletar informações sobre salinidade, profundidade, temperatura, maré, vazão e clima de diversas fontes e disponibilizá-las prontamente às partes interessadas.

Quantify Environmental: Reduzindo drasticamente os custos com serviços públicos

Outra empresa que analisa a questão da água mais a fundo é Quantify Environmental , uma consultoria inovadora em sustentabilidade, na vanguarda do aproveitamento do poder do hardware da Internet Industrial das Coisas (IIoT IoT para eficiência ambiental e industrial.

Localizada em Ontário, Canadá, Quantify Environmental ajuda empresas a identificar tendências de consumo de água e a desenvolver projetos que resultem em reduções de até 20% nas contas anuais de água.

Confira um estudo de caso completo da Quantify Environmental usando Ubidots.

Perguntas frequentes

O que é monitoramento da qualidade da água?

Isso se refere ao uso da tecnologia para monitorar variáveis ​​(pH, oxigênio dissolvido, turbidez, temperatura, salinidade) que afetam a qualidade da água e, portanto, qualquer que seja a finalidade para a qual essa água seja utilizada (consumo humano/animal, agricultura, recreação, etc.).

O que é gestão de recursos hídricos?

Vazamentos não detectados e consumo anormal de água podem levar a perdas financeiras significativas, seja por meio de contas mais caras ou danos estruturais. É por isso que milhares de edifícios comerciais em todo o mundo estão começando a se beneficiar da implementação de soluções IoT que os ajudam a identificar e monitorar seu consumo de água em tempo real.

O que é monitoramento do nível da água?

Utilizando tecnologias como IoT para monitorar o nível da água em diferentes tipos de córregos, é possível fazer um uso mais eficiente desse recurso natural e até mesmo alertar sobre inundações mais rapidamente.

O que é monitoramento da água na agricultura?

Diversas variáveis ​​relacionadas à água podem ser monitoradas no contexto da agricultura para se obter uma irrigação mais eficiente e precisa das plantações, ou água mais segura/melhor para animais como vacas ou peixes.

O que é monitoramento de recursos hídricos?

A combinação de diferentes métodos de monitoramento permite acompanhar bacias hidrográficas inteiras ou grandes corpos d'água, como lagos e rios. Ao monitorar a qualidade, o nível e o uso da água em grandes áreas, é possível gerar um impacto mais amplo e significativo em diversos setores, como agricultura, recreação, prevenção de enchentes, consumo de água e muito mais.