Água Inteligente: Aproveitando IoT para Monitoramento e Gerenciamento de Água

Precisamos de água. Por mais óbvio que isso seja, por vezes tomamos isso como garantido e esquecemos que abrir a torneira e obter abundância deste recurso essencial é um luxo que milhões de pessoas em todo o mundo não desfrutam . Quer seja para consumo humano ou animal, agricultura, recreação ou geração de energia, a água define as nossas vidas e a sua gestão está a tornar-se cada vez mais importante para instituições públicas e privadas.

É por isso que todos os esforços envidados na preservação da água são de grande importância e tecnologias como IoT já estão a dar importantes contributos para esse fim. A tecnologia IoT pode fornecer uma solução econômica e eficiente para monitoramento da água, permitindo que dados em tempo real sejam coletados e analisados ​​remotamente. Neste artigo, exploraremos como IoT está sendo usada para diferentes tipos de monitoramento de água e os benefícios que ela oferece.

Monitoramento da qualidade da água

Poucas combinações são tão desastrosas como ter todos os organismos vivos dependentes da água e depois deixar essa água fortemente poluída com todos os tipos de produtos químicos, plásticos, resíduos e até materiais radioativos . Esta combinação resulta em problemas de saúde , produtos agrícolas contaminados , ecossistemas alterados negativamente e perdas económicas.

É por isso que a monitorização da qualidade da água, como parte de estratégias mais amplas, é um passo crítico na prevenção e mitigação destas consequências negativas, e IoT já provou o seu valor neste campo, fornecendo recolha, análise e visualização de dados em tempo real. Estas são algumas das variáveis ​​que são analisadas como parte de uma solução de monitoramento da qualidade da água:

1. Monitoramento de pH : o monitoramento de pH monitora 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 críticos 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 de turbidez : Turbidez refere-se ao nível de turbidez ou nebulosidade na água causada por partículas em suspensão. Níveis elevados de turbidez podem tornar a água imprópria para consumo e a sua monitorização é fundamental para garantir a qualidade da água.
4. Monitorização da temperatura : A temperatura afecta muitos aspectos da qualidade da água, incluindo os níveis de oxigénio dissolvido e a disponibilidade de nutrientes.
5. Monitorização da salinidade : Os níveis de salinidade podem afectar a vida aquática, o crescimento das culturas e a eficácia dos sistemas de irrigação.

IoT melhorou o monitoramento da qualidade da água, fornecendo coleta, análise e visualização de dados em tempo real que apresentam uma imagem melhor para os analistas e permitem a tomada de ações mais rápidas e precisas.

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Gestão da água

A água chega às nossas infraestruturas e o problema passa de mantê-la limpa para utilizá-la de forma eficiente. Vazamentos de água podem passar despercebidos por longos períodos e acabar adicionando centenas de dólares às contas , ou até mesmo causando grandes danos estruturais que resultam em cerca de uma em cada 60 casas seguradas tendo uma reclamação de danos materiais causados ​​por danos causados ​​pela água ou congelamento a cada ano e uma média danos materiais de USD 11.650 .

Mas não só isso – com as secas a tornarem-se uma realidade crescente em muitos lugares do mundo (não esqueçamos a recente crise hídrica da África do Sul ), a utilização eficiente da água não é apenas uma questão de finanças pessoais, mas uma questão social que exige todos os esforços de comprometimento e inovação.

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

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

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

• Sensor de inundação : esses dispositivos alertam o usuário quando entram em contato com água e, portanto, se colocados estrategicamente, podem ser um bom método para detectar vazamentos precocemente.
• Medidor de vazão : esses dispositivos são instalados dentro do sistema de encanamento e monitoram a vazão e a pressão da água. Desvios nessas variáveis ​​detectados pelo dispositivo (ou pela IoT ) são reconhecidos como vazamentos com alto grau de precisão.
• Detector de vazamento ultrassônico : esses dispositivos são instalados sobre o sistema de encanamento (não é necessário cortar a tubulação) e, por meio da tecnologia ultrassônica, rastreiam o consumo de água para encontrar anomalias, como no caso dos medidores de vazão.

Monitoramento do nível de água

Na forma de rios, lagos e represas, a água define e molda as nossas cidades, como um marco móvel que pode embelezá-las e causar estragos nelas. As inundações cada vez mais comuns (um dos múltiplos efeitos das alterações climáticas) põem em perigo comunidades inteiras em todo o mundo todos os anos, resultando na perda de vidas e na devastação .

Com tanta coisa em jogo, não é surpresa que IoT esteja a ser utilizada por instituições públicas e privadas para ajudar na mitigação dos danos causados ​​pelas inundações.

Por exemplo, a Peclet Technology , uma empresa australiana especializada em cidades inteligentes, está a ajudar os conselhos locais a monitorizar o nível de riachos e rios . Os dados, recolhidos e disponibilizados publicamente através do Ubidots , são utilizados para informar residentes, empresas e serviços de emergência estaduais sobre o risco de inundações.

Numa escala menor, também existem dispositivos de nível que podem monitorizar tanques e bebedouros para fornecer informações em tempo real sobre a taxa de utilização de água e a necessidade de reabastecimentos. Estes dispositivos, que são particularmente úteis na agricultura, são concebidos para resistir às condições exteriores e não incomodar os animais quando estes 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

Afastando-nos das cidades e indo para o campo, a água torna-se essencial para todas as atividades agrícolas das quais dependemos. Todos os problemas que cobrimos neste post assumem uma forma diferente quando se trata da agricultura – e embora as secas e as inundações sejam certamente as mais destrutivas para esta indústria (custando-lhe USD , combinados, no período medido) , coisas como a qualidade da água, a sua utilização eficiente e a sua disponibilidade geral (isto é, para além das secas) são críticas para as operações quotidianas.

Por exemplo, fornecer água ao gado ou às culturas em campos distantes pode ser um desafio logístico multifacetado que pode implicar, entre outras coisas, o acesso a aquíferos subterrâneos e a criação de sistemas de bombagem para extrair a água.

Neste exemplo, IoT pode ser implementada para duas coisas: monitorar variáveis ​​da água, como seu nível e controlar o sistema de bombeamento. Desta forma, é possível adoptar uma abordagem mais sistemática e conveniente à forma como a água dos poços é distribuída e ao planeamento geral da operação – isto resulta em menos desperdício de água e, em última análise, numa melhor experiência agrícola.

IoT também pode contribuir para melhorar o uso da água na agricultura graças à implementação de sistemas de detecção de umidade. Usando dispositivos de umidade e conectividade celular ou LoRaWAN, é possível monitorar grandes áreas de terra e realizar uma irrigação mais eficiente.

Os dados gerados por esses dispositivos podem então ir para um dashboard Ubidots onde a identificação de quando e quanto irrigar pode sempre ser determinada com precisão. Além disso, os sensores de umidade podem ser apenas parte de um sistema de irrigação IoT mais amplo que pode economizar milhares de dólares em gastos com água usando outros sensores como estes:

• 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 preservação de bacias de drenagem e grandes massas de água, como lagos e rios.

A monitorização da qualidade da água, a gestão da irrigação e a monitorização do nível podem lançar luz sobre os efeitos da irrigação e do escoamento agrícola/urbano, e como afectam o nível das águas superficiais e subterrâneas, para melhor compreender o fluxo através do sistema de água, detectar problemas e implementar soluções.

Os benefícios de estratégias de grande escala como estas, que abrangem bacias de drenagem e grandes massas de água, como lagos ou rios, podem ser vastos, tendo um impacto positivo, entre outros:

• 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 a monitorização e análise remota e em tempo real de múltiplas variáveis-chave, IoT transformou positivamente a forma como rastreamos, analisamos e gerimos os recursos hídricos. Ao aproveitar o poder da IoT agora é possível monitorar vários aspectos da qualidade, nível e uso da água e responder de forma eficiente a quaisquer anomalias ou problemas.

Desde contadores de água inteligentes e sistemas de deteção de fugas até sensores de qualidade da água e soluções de monitorização de inundações, IoT está a fornecer-nos informações inovadoras sobre a nossa relação com a água e a ajudar-nos a tomar decisões mais informadas sobre a sua gestão e conservação. À medida que continuamos a enfrentar desafios crescentes em torno da escassez de água e da poluição, IoT desempenhará, sem dúvida, um papel crucial para garantir a sustentabilidade deste recurso essencial.

Introdução ao hardware de gerenciamento de água

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

NCD (Dispositivos de Controle Nacional):

Com mais de 20 anos de experiência na produção de hardware, a NCD é um fabricante de dispositivos testado e comprovado que oferece produtos para quase todos os setores e aplicações de negócios. Com ênfase na confiabilidade e robustez, os dispositivos NCD são uma ótima opção para muitos dos tipos de monitoramento de água abordados neste artigo.

Os sensores da série empresarial sem fio de longo alcance da NCD incluem vários dispositivos de umidade do solo, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica e detecção de água que possuem, entre muitos outros recursos, um alcance de linha de visão de 2 milhas, até 10 anos de vida útil da bateria e altos níveis de precisão.

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

Controles do Leão Vermelho:

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

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 permitem que você atualize com rapidez e facilidade.

Aprenda como conectar o Red Lion's Crimson® 3.2 usando o conector de nuvem nativo da Ubidots.

Casos reais de uso de gerenciamento de água Ubidots

Borda livre: Tornando o Lago Erie inteligente

Assim como a já citada Peclet Technology, outras empresas especializadas em gestão e monitoramento de água utilizam Ubidots como parte de suas soluções. É o caso da Freeboard Technology , uma empresa que está a construir redes de sensores ambientais mais inteligentes para lagos, rios, estuários e zonas húmidas, combinando tecnologia comprovada e emergente para monitorizar e prever as condições ambientais.

Trabalhando em áreas tão grandes e complexas como o Lago Erie, o Freeboard monitora os impactos das mudanças climáticas, escoamento excessivo de nutrientes, algas tóxicas, hipóxia, inundações extremas, correntes perigosas, ventos fortes e erosão costeira usando sistemas de alerta precoce, analisadores de nutrientes on-line, redes de bóias conectadas e plataformas de observação.

De acordo com o cofundador da Freeboard Ed Verhamme , “a Freeboard influenciará e dirigirá o projeto, a fabricação e a implantação de redes de novos sensores e infraestrutura que são necessários para monitorar e proteger as águas de nossa nação”.

Peak HydroMet: Monitoramento de 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 dos seus projectos centram-se na monitorização em grande escala de rios e bacias hidrográficas, num esforço para compreender os efeitos da retirada da irrigação no nível da água, bem como a viabilidade da irrigação em certas áreas afectadas pela salinidade.

Um desses projetos centrou-se no rio Fraser, em Delta, na Colúmbia Britânica, procurando 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 recuperar informações sobre salinidade, profundidade, temperatura, maré, fluxo e clima de diversas fontes e disponibilizá-las prontamente às partes interessadas.

Quantificar o Meio Ambiente: Reduzindo Custos de Serviços Públicos

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

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

Dê uma olhada em um estudo de caso completo da Quantify Environmental usando Ubidots.

Perguntas frequentes

O que é monitoramento da qualidade da água?

Refere-se ao uso de tecnologia para monitorar variáveis ​​(pH, oxigênio dissolvido, turbidez, temperatura, salinidade) que afetam a qualidade da água e, portanto, qualquer fim para o qual a água é utilizada (consumo humano/animal, agricultura, recreação, etc. .).

O que é gestão da água?

Vazamentos não detectados e consumo anormal de água podem levar a perdas monetárias significativas, sejam elas decorrentes de contas mais caras ou de danos estruturais. É por isso que milhares de edifícios comerciais em todo o mundo estão a começar a beneficiar da implementação de soluções IoT que os ajudam a identificar e monitorizar o seu consumo de água em tempo real.

O que é monitoramento do nível de água?

Utilizando tecnologias como IoT para acompanhar o nível da água em diferentes tipos de riachos, é possível fazer um uso mais eficiente desse recurso natural e até alertar sobre enchentes com mais rapidez.

O que é o monitoramento da água na agricultura?

Múltiplas variáveis ​​relacionadas com a água podem ser monitorizadas no contexto da agricultura para alcançar uma irrigação mais eficiente e precisa das culturas, ou uma água mais segura/melhor para animais como vacas ou peixes.

O que é monitoramento de recursos hídricos?

A combinação de diferentes métodos de monitoramento pode funcionar para monitorar bacias de drenagem inteiras ou grandes massas de água, como lagos e rios. Ao monitorizar a qualidade, o nível e a utilização da água em grandes áreas, pode ser produzido um impacto mais amplo e considerável em vários domínios, como a agricultura, recreação, prevenção de inundações, consumo de água e muito mais.