Sistema de detecção de vazamento de água utiliza aprendizagem de máquina

Suzel Tunes  |  Pesquisa para Inovação – De cada 100 litros de água captados pelos sistemas de abastecimento no Brasil, quase 40 litros são perdidos na distribuição, segundo dados de 2016 do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS). Reduzir esse desperdício por meio de uma ferramenta de detecção de vazamentos é o propósito da Stattus4, startup localizada no município paulista de Sorocaba.

“A eliminação de vazamentos é muito importante do ponto de vista da gestão dos recursos hídricos. Reduzir o desperdício significa reduzir também a necessidade de captação e tratamento de água, o que resulta em menores custos operacionais para as empresas e maior preservação dos mananciais”, destaca Antônio Carlos Oliveira Júnior, pesquisador responsável pelo projeto.

Batizada de Fluid, a tecnologia recorre à inteligência artificial para a detecção de áreas com potenciais vazamentos. Um protótipo do equipamento foi desenvolvido com apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). É composto por um sensor móvel capaz de gravar a vibração de água que passa pelo encanamento e analisá-la, tendo como referência uma base de dados armazenada em nuvem.

“Nossa abordagem fundamenta-se na Computação Musical”, explica o pesquisador. “O funcionamento do Fluid pode ser comparado ao dos aplicativos de reconhecimento musical utilizados nos smartphones, que conseguem identificar uma música a partir de um pequeno trecho, graças aos seus bancos de dados”, explica Oliveira.

No caso do sensor de vazamentos, diferentes ruídos captados na rede podem indicar uma perda de água, ou, simplesmente, um problema no hidrômetro – ou, mesmo, uma ligação clandestina. É o software que faz essa distinção. Quanto mais análises ele realiza, mais robusto fica seu banco de dados e mais preciso o diagnóstico. “É o que chamamos de aprendizagem por reforço”, diz o pesquisador.

Segundo Oliveira, cerca de 10 empresas já estão utilizando um piloto do sistema Fluid: “800 novas amostras por dia estão subindo no sistema. Já temos mais de 40 mil dados de ruídos reais”, afirma. Os primeiros parâmetros para a alimentação do algoritmo foram obtidos em uma escola de formação de operadores de geofone, o instrumento utilizado tradicionalmente para a detecção de vazamentos.

O geofonista é um profissional altamente especializado na identificação de vazamentos, trabalho que costuma ser feito em duas etapas: uma primeira varredura pelas ruas da cidade e, depois, uma análise mais apurada, para identificar o local exato da perda de água. O profissional usa o geofone para captar o ruído, mas é o seu ouvido treinado que o analisa.

Oliveira esclarece que não pretende substituir o trabalho do geofonista, mas agilizá-lo, realizando a tarefa de varredura. “O Fluid consegue identificar áreas de potenciais vazamentos, deixando o ajuste fino para o geofone.”

A concessionária privada Águas de Votorantim, município na Região Metropolitana de Sorocaba, já está trabalhando com essa metodologia. “Eles contavam com apenas dois geofonistas, que demoravam 24 meses para percorrer o campo. De posse de três coletores de dados, que rastreiam previamente os pontos de perda em potencial, reduziram para quatro meses o tempo de varredura. Agora, o geofonista visita apenas os locais onde se identificou a existência de algum problema. A operação do Fluid é simples e não precisa ser feita por um profissional especializado, o que garante redução de custos”, afirma Oliveira.

Segundo o pesquisador, o desafio da empresa agora é avançar na precificação correta desse sistema. “O Fluid não é só um equipamento, mas uma ferramenta de gestão”, afirma. Além de identificar vazamentos, o equipamento permite que o gestor faça o acompanhamento do trabalho de varredura – muitas vezes realizado por empresas terceirizadas – em tempo real. “Ele pode verificar a rota percorrida pelo operador do coletor de dados, ter acesso ao áudio da amostra para auditoria de eficácia do sistema e receber relatórios dos dados de campo.”

Startup enxuta

Com formação em Engenharia Elétrica e terminando uma segunda graduação em Matemática Aplicada e Computacional, ambas pela Universidade de São Paulo, Antônio Carlos Oliveira está aplicando conhecimentos das duas áreas para o desenvolvimento do projeto.

Ele conta que o objetivo inicial do projeto era ter um sensor fixo instalado em cada hidrômetro e capaz de fazer a localização exata de cada vazamento. Os custos se revelaram inviáveis. A decisão de fazer um coletor móvel fez despencar o investimento em hardware e foi um fator decisivo para permitir a entrada da empresa no mercado. “Fomos rápidos em tomar essa decisão. Utilizamos o conceito de lean startup (startup enxuta), validando cada movimento com os nossos clientes em potencial e nos adaptando com agilidade ao mercado”, diz Marília Lara, sócia e administradora da empresa.

A boa aceitação do produto e o reconhecimento da comunidade científica indicam que a empresa está no rumo certo. A Stattus4, que começou incubada no Centro de Inovação, Empreendedorismo e Tecnologia (Cietec), da Universidade de São Paulo, agora tem escritório próprio, com apoio do Parque Tecnológico de Sorocaba e da Baita Aceleradora, de Campinas. Já passou por três rodadas de investimento anjo e conta atualmente com 12 funcionários.

Em junho de 2017, a empresa conquistou o prêmio “Startup Inovadora” no 47º Congresso da Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento (Assemae) – e tem uma agenda repleta de participação em eventos acadêmicos e empresariais.

No dia 12 de março, Marília Lara apresentou o projeto Fluid na Assembleia Legislativa de São Paulo, no Ciclo ILP FAPESP de Ciência e Inovação, evento realizado pelo Instituto do Legislativo Paulista (ILP), em parceria com a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

No próximo dia 15, a Stattus4 participará de um evento promovido pelo International Finance Corporation (IFC) – braço de financiamento do Banco Mundial para o setor privado – e Fórum Econômico Mundial. A empresa foi uma das 50 startups da América Latina selecionadas para participar da iniciativa UpLink, uma comunidade digital criada para fomentar a interação entre startups, universidades, governos e empresas multinacionais. E entre os dias 19 e 22 de março a Stattus4 participará do Fórum Mundial da Água 2018, em Brasília.

Segundo Marília Lara, fechar contratos de utilização do sistema e pensar na internacionalização são os próximos passos. “Nosso público-alvo são as concessionárias de abastecimento de água e os prestadores de serviço que elas contratam, é um mercado restrito. A gente vê a internacionalização como condição sine qua non para nossa existência”, afirma.

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