Automação e sistemas digitais para eficiência hídrica e energética e saneamento do futuro 100% conectado
Por Cristiane Rubim
Edição Nº 84 - Abril/Maio de 2025 - Ano 14
A automação e os sistemas digitais estão trazendo resultados concretos de eficiência, controle e sustentabilidade ao tratamento de água e efluentes e à irrigação. As bombas automatizadas tornam-se investimento estratégico para a eficiência hídrica
A automação e os sistemas digitais estão trazendo resultados concretos de eficiência, controle e sustentabilidade ao tratamento de água e efluentes e à irrigação. As bombas automatizadas tornam-se investimento estratégico para a eficiência hídrica e energética. As inovações em automação e digitalização para irrigação e tratamento de água e efluentes incluem sensores inteligentes, Inteligência Artificial (IA), Internet das Coisas (IoT), monitoramento remoto, que melhora a gestão, e software de supervisão (Scada), tecnologias que aumentam a precisão e reduzem os custos. Além disso, o controle preciso dos sistemas assegura conformidade ambiental.
Indústrias inteligentes
A Vale Automação Industrial e a Schneider Electric, transformadora digital da gestão de energia, se uniram para promover processos industriais mais eficientes, seguros e sustentáveis. A Vale Automação Industrial utiliza o EcoStruxure, da Schneider Electric, que incorpora conectividade e inteligência às operações, uma das soluções que fazem parte da parceria firmada entre as duas empresas que tem por objetivo transformar os setores industriais.
A Schneider Electric fornece ainda soluções integradas de Internet das Coisas, Inteligência Artificial, software e serviços conectados, com gêmeos digitais, levando seu expertise e know-how em eletrificação, automação e digitalização para indústrias inteligentes.
Soluções de última geração
Em torno de 60% do faturamento da Weg são de soluções digitais lançadas nos últimos cinco anos. A nova Divisão Weg Digital & Sistemas, estabelecida em 2022, faz parte de reestruturação que separou a Unidade de Soluções Digitais e Sistemas para Indústria da Unidade de Automação, visando alavancar o crescimento de ambos os segmentos.
A Weg adquiriu parcela remanescente da V2COM, especializada em Internet das Coisas, como estratégia de sua transformação digital. Além de investir em tecnologias para impulsionar grandes sistemas de irrigação, a Weg inaugurou uma fábrica de motores para atender ao aumento da demanda nas áreas de irrigação, geração de energia elétrica, hidráulica e térmica.
A empresa ampliou a plataforma lançando novos modelos de controladores PLC500 motion control e edge computing com processamento poderoso, que opera até 32 eixos, reais e virtuais, simples ou interpolados. O PLC500 reduz a dependência de servidores centrais e, ao processar dados direto na borda (edge computing), garante respostas mais rápidas.
Saneamento
Saneamento integrado a sistemas inteligentes. “O saneamento do futuro será 100% conectado. Estações de captação, tratamento e distribuição de água, assim como boosters, estarão totalmente integrados a sistemas inteligentes, com monitoramento contínuo e otimização da operação em tempo real” – prevê Carlos Bastos Grillo, diretor-superintendente da Weg Digital & Sistemas. Booster bombeia água para chegar com força e rapidez a locais altos ou distantes.
O mesmo conceito se aplica ao esgoto. “Redes de coleta, estações elevatórias e de tratamento poderão operar de forma mais eficiente, garantindo maior confiabilidade e sustentabilidade na gestão dos recursos hídricos” – complementa Carlos Bastos Grillo.
Bombas automatizadas
As bombas automatizadas melhoram a eficiência, a precisão e a sustentabilidade na irrigação e no tratamento de água e efluentes. “Além de reduzirem custos operacionais e de manutenção, aumentam a confiabilidade dos sistemas, tornando-se investimento estratégico para a eficiência hídrica e energética” – afirma Gustavo Henrique Jahn, gerente nacional de engenharia da Vale Automação Industrial.
Com sensores IoT, automação e inversores de frequência, as bombas automatizadas reduzem o consumo energético, otimizam a vazão e permitem monitoramento remoto. “No agronegócio, garantem irrigação precisa; no tratamento de água, ajustam processos automaticamente; e na gestão de efluentes, asseguram conformidade ambiental” – expõe Gustavo Henrique Jahn.
São visíveis o desempenho e o controle das bombas automatizadas e sistemas digitais na irrigação e tratamento de água e efluentes. “Esses avanços tecnológicos reduzem o desperdício de água, melhoram a qualidade dos processos de cultivo e permitem gestão mais sustentável dos recursos hídricos” – discorre Carlos Grillo.
De acordo com a Weg Digital & Sistemas, os resultados de performance e controle são promissores para a agricultura:
Menos desperdício de água
Os sistemas de irrigação inteligentes e automatizados monitoram e controlam a umidade do solo com precisão, fornecendo irrigação eficiente e reduzindo o desperdício de água, que merece destaque porque 66,1% do consumo de água no Brasil é voltado às atividades de irrigação agrícola.
Qualidade do cultivo
A evolução da tecnologia faz com que os sistemas de automação monitorem e gerenciem o funcionamento dos sistemas de irrigação de forma controlada, segura e eficiente sem precisar de acompanhamento constante, melhorando a qualidade do processo de cultivo.
Irrigações agendadas e otimizadas
Sistemas de irrigação inteligentes utilizam dados em tempo real de redes de sensores sem fio para agendar irrigações de forma otimizada. Além disso, há pesquisas em andamento sobre design e protótipos de fazendas inteligentes para investigar e modelar o consumo de energia, água e alimentos no futuro.
Para cada cultura
Os sistemas automatizados determinam a frequência de irrigação com base na quantidade de água requerida pela planta, nas propriedades físico-hídricas do solo e na hidráulica do sistema de irrigação. A irrigação fica mais precisa e adaptada às necessidades específicas de cada cultura.
Versáteis
Além da agricultura em larga escala, os sistemas de irrigação automatizados podem ser aplicados em residências, demonstrando sua versatilidade e potencial de uso em diferentes contextos.
Água e efluentes
As inovações tecnológicas reduzem custos e garantem qualidade. “Sensores e sistemas inteligentes ajustam parâmetros e otimizam o consumo energético, reduzindo desperdícios” – elenca Jahn, da Vale Automação Industrial.
A automação e os sistemas digitais modernizam e otimizam os processos de tratamento de água e efluentes. “Os benefícios incluem maior eficiência operacional, controle preciso, gestão sustentável dos recursos hídricos e conformidade ambiental” – pontua Carlos Grillo, da Weg Digital & Sistemas.
A Weg Digital & Sistemas cita os principais benefícios e impactos da automação e sistemas digitais para o tratamento de água e efluentes:
Eficiência operacional • Otimização dos processos de tratamento: com ajuste automático dos parâmetros operacionais para maximizar a eficiência; • Menor consumo de energia: ajustam o funcionamento dos equipamentos para operar nas condições mais eficientes, reduzindo o consumo de energia.
Monitoramento e controle
• Sensores e tecnologias de Internet das Coisas (IoT): integrá-los permite monitorar em tempo real parâmetros críticos do desempenho dos equipamentos, como vibração, temperatura, horas de funcionamento e diagnósticos de falhas. Até com soluções customizadas, é possível acrescentar informações, como pH, turbidez, concentração de contaminantes etc.;
• Alertas e diagnósticos: sistemas avançados geram alertas imediatos em caso de desvios nos parâmetros operacionais, para resposta rápida e eficaz.
Qualidade do tratamento
• Dosagem precisa de produtos químicos: melhoram a eficácia do tratamento e garantem que os efluentes tratados atendam aos padrões de qualidade;
• Controle de processos biológicos: em sistemas de tratamento biológico, otimizam as condições para o crescimento e a atividade dos microrganismos responsáveis pelo tratamento.
Sustentabilidade
• Redução de resíduos: minimizam a geração de resíduos sólidos e líquidos, por meio de práticas mais sustentáveis;
• Conformidade com regulamentações: garantem que os processos de tratamento estejam sempre em conformidade com as regulamentações ambientais, evitando multas e penalidades.
Gestão de recursos hídricos
• Recirculação e reúso de água: facilitam a implementação de sistemas de recirculação e reúso de água, conservando os recursos hídricos; • Planejamento e alocação de recursos: sistemas de gestão
integrados ajudam a planejar e alocar os recursos de forma mais eficiente, melhorando a sustentabilidade das operações.
Estudos de caso e resultados práticos
• Plantas modernas: graças à automação e digitalização, plantas de tratamento de água e efluentes modernas, como as que utilizam tecnologias da WEG, têm demonstrado melhorias significativas na eficiência operacional e na qualidade do tratamento;
• Redução de custos: empresas que adotaram sistemas automatizados relataram reduções substanciais nos custos operacionais devido à menor intervenção manual e à redução de desperdícios.
Proteção
Automação e sistemas digitais protegem bombas e outros equipamentos contra falhas ou interrupções. “A automação protege bombas e equipamentos com monitoramento contínuo, ajustes inteligentes e manutenção preditiva. Sensores detectam anomalias, inversores evitam sobrecargas e sistemas ajustam a operação para reduzir desgastes. Alertas antecipam falhas e automação previne danos por variações elétricas ou falta de água, garantindo maior eficiência e confiabilidade” – explica Jahn, da Vale Automação Industrial.
A Weg Digital & Sistemas indica que as práticas de proteção abaixo garantem a continuidade operacional, aumentam a eficiência e reduzem os custos em ambientes industriais:
Parâmetros • Sensores e dispositivos: monitoram parâmetros críticos, como pressão, temperatura, vibração e fluxo;
• Coleta de dados: os dados coletados em tempo real são transmitidos para sistemas de controle centralizados.
Diagnósticos e previsões
• Análise de dados: utilização de algoritmos de análise de dados e Inteligência Artificial para detectar padrões que indicam possíveis falhas;
• Manutenção preditiva: agendamento de manutenção antes da ocorrência de falhas, baseando-se nas previsões geradas pelos sistemas de análise.
Controle
• Respostas automáticas: sistemas de controle ajustam automaticamente as operações para evitar condições que levem a falhas;
• Desligamento seguro: em caso de detecção de situações críticas, os sistemas realizam desligamento controlado do equipamento para prevenir danos maiores.
Gestão
• Sistema de Gestão de Manutenção Computadorizado: integração com sistemas CMMS para gerenciar ordens de serviço, histórico de manutenção e inventário de peças;
• Relatórios e análises: geração de relatórios detalhados e análises para a tomada de decisão informada.
Proatividade
• Redução de inatividade: minimização de interrupções não planejadas pela detecção e correção proativa de problemas;
• Aumento de vida útil: manutenção adequada e tempestiva prolonga a vida útil das bombas e outros equipamentos; • Custo-efetividade: redução de custos com manutenção emergencial e substituição de peças.
Exemplo prático • Sistema Scada: Supervisory Control and Data Acquisition permite monitoramento e controle remoto de processos industriais, aumentando a eficiência e a segurança operacional.
Gestão no dia a dia
Automação e sistemas digitais gerenciam problemas do dia a dia com bombas e outros equipamentos na irrigação e tratamento de água e efluentes. “A automação gerencia falhas mecânicas, elétricas e operacionais em bombas e equipamentos, prevenindo sobrecargas, entupimentos e desperdícios. Sensores ajustam vazão e pressão, evitam variações bruscas e acionam alertas para manutenção. Além disso, protegem contra quedas de energia e otimizam o uso da água, garantindo eficiência e maior vida útil dos sistemas” – relata Jahn, da Vale Automação Industrial.
“A automação e sistemas digitais mitigam uma série de problemas que ocorrem com bombas e outros equipamentos em sistemas de irrigação e tratamento de água e efluentes” – conta Carlos Grillo.
Problemas comuns em bombas e equipamentos na irrigação e tratamento de água e efluentes e soluções automatizadas citadas pela Weg Digital & Sistemas:
Problemas comuns e soluções automatizadas
Sensores
Sensores inteligentes Weg detectam alterações em componentes de vibração de cada tipo de falha citada em bombas e motores. Monitoram ainda os acionamentos elétricos, como inversores, soft-starters e relés-inteligentes, e informam com antecedência e de forma assertiva a evolução de falhas, evitando prejuízos relevantes aos equipamentos e disponibilizando o melhor momento para intervenção da equipe de manutenção preditiva.
Benefícios:
• Detecção antecipada de problemas: identificação e correção rápida de problemas antes que causem falhas maiores;
• Otimização da operação: melhora a eficiência operacional, ajustando automaticamente os parâmetros de funcionamento;
• Redução de custos: minimiza custos com manutenção corretiva e substituições emergenciais;
• Aumento da vida útil do equipamento: mantém os equipamentos operando dentro das especificações ideais, prolongando sua vida útil.