Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Sistema Inteligente de Medição de Água em Campus Universitário: Abordagem IoT, Teses (TCC) de Análise de Redes Elétricas

Este artigo apresenta o desenvolvimento, implantação e avaliação de uma solução de medição inteligente de água (smart water metering) em um campus universitário, utilizando a tecnologia lora® e a plataforma dojot. O objetivo é reduzir o consumo de água e conscientizar a comunidade acadêmica sobre a importância da gestão eficiente dos recursos hídricos. O estudo inclui a caracterização do perfil de consumo de água do campus, a calibração do sensor de vazão do medidor inteligente e a análise da pressão da água no sistema de distribuição. O artigo destaca a importância da medição inteligente de água como uma solução para minimizar a escassez hídrica em grandes centros urbanos.

Tipologia: Teses (TCC)

2021

Compartilhado em 16/10/2024

santos-arcanjo-bobone-ainda-mais
santos-arcanjo-bobone-ainda-mais 🇲🇿

1 documento

1 / 134

Toggle sidebar

Esta página não é visível na pré-visualização

Não perca as partes importantes!

bg1
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba
Campus João Pessoa
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia da Informação
Nível Mestrado Profissional
ÁTILA DE SOUZA MEDEIROS
MONITORAMENTO E MEDIÇÃO DE ÁGUA EM UM
CAMPUS INTELIGENTE COM PLATAFORMAS DE IOT
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
JOÃO PESSOA
2023
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36
pf37
pf38
pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
pf41
pf42
pf43
pf44
pf45
pf46
pf47
pf48
pf49
pf4a
pf4b
pf4c
pf4d
pf4e
pf4f
pf50
pf51
pf52
pf53
pf54
pf55
pf56
pf57
pf58
pf59
pf5a
pf5b
pf5c
pf5d
pf5e
pf5f
pf60
pf61
pf62
pf63
pf64

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Sistema Inteligente de Medição de Água em Campus Universitário: Abordagem IoT e outras Teses (TCC) em PDF para Análise de Redes Elétricas, somente na Docsity!

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba

Campus João Pessoa

Programa de Pós-Graduação em Tecnologia da Informação

Nível Mestrado Profissional

ÁTILA DE SOUZA MEDEIROS

MONITORAMENTO E MEDIÇÃO DE ÁGUA EM UM

CAMPUS INTELIGENTE COM PLATAFORMAS DE IOT

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

JOÃO PESSOA

Átila de Souza Medeiros

Monitoramento e medição de água em um campus inteligente

com plataformas de IoT

Dissertação apresentada como requisito parcial

para obtenção do título de Mestre em Tecno-

logia da Informação, pelo Programa de Pós-

Graduação em Tecnologia da Informação do

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tec-

nologia da Paraíba – IFPB.

Orientador: Profº. D.Sc. Ruan Delgado Gomes.

Coorientador: Profº. D.Sc. Anderson Fabiano

Batista Ferreira da Costa.

João Pessoa

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU

MESTRADO PROFISSIONAL EM TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO

ÁTILA DE SOUZA MEDEIROS

MONITORAMENTO E MEDIÇÃO DE ÁGUA EM UM CAMPUS INTELIGENTE COM PLATAFORMAS

DE IOT

Dissertação apresentada como requisito para obtenção do

título de Mestre em Tecnologia da Informação, pelo Programa

de Pós- Graduação em Tecnologia da Informação do Instituto

Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba –

IFPB - Campus João Pessoa.

Aprovado em 15 de fevereiro de 2023

Membros da Banca Examinadora:

Dr. Ruan Delgado Gomes

IFPB - PPGTI

Dr. Anderson Fabiano Batista Ferreira da Costa

IFPB - PPGTI

Dra. Luciana Pereira Oliveira

IFPB - PPGTI

Dr. José Antônio Cândido Borges da Silva

IFPB - Campus Campina Grande

Dr. Abel Cavalcante Lima Filho

UFPB

João Pessoa/ 2023

Código Verificador: Código de Autenticação: Documento assinado eletronicamente por: R Ruuaann DDeellggaaddoo GGoommeess, PPRROOFFEESSSSOORR EENNSS BBAASSIICCOO TTEECCNN TTEECCNNOOLLOOGGIICCOO, em 15 / 02 / 2023 17 : 00 : 19. L Luucciiaannaa PPeerreeiirraa OOlliivveeiirraa, PPRROOFFEESSSSOORR EENNSS BBAASSIICCOO TTEECCNN TTEECCNNOOLLOOGGIICCOO, em 15 / 02 / 2023 17 : 02 : 52. A Annddeerrssoonn FFaabbiiaannoo BBaattiissttaa FFeerrrreeiirraa ddaa CCoossttaa, PPRROOFFEESSSSOORR EENNSS BBAASSIICCOO TTEECCNN TTEECCNNOOLLOOGGIICCOO, em 15 / 02 / 2023 17 : 16 : 30. J Joossee AAnnttoonniioo CCaannddiiddoo BBoorrggeess ddaa SSiillvvaa, PPRROOFFEESSSSOORR EENNSS BBAASSIICCOO TTEECCNN TTEECCNNOOLLOOGGIICCOO, em 18 / 02 / 2023 12 : 41 : 02. A Abbeell CCaavvaallccaannttee LLiimmaa FFiillhhoo, PPRROOFFEESSSSOORR DDEE EENNSSIINNOO SSUUPPEERRIIOORR NNAA ÁÁRREEAA DDEE OORRIIEENNTTAAÇÇÃÃOO EEDDUUCCAACCIIOONNAALL, em 02 / 03 / 2023 15 : 35 : 55. Este documento foi emi@do pelo SUAP em 13 / 02 / 2023. Para comprovar sua auten@cidade, faça a leitura do QRCode ao lado ou acesse hBps://suap.ifpb.edu.br/auten@car- documento/ e forneça os dados abaixo: 388753 14 cb 8 bed 69

Av. Primeiro de Maio, 720 , Jaguaribe, JOÃO PESSOA / PB, CEP 58015 - 435

http://ifpb.edu.br - ( 83 ) 3612 - 1200

RESUMO

A escassez de recursos hídricos é uma realidade que assola diversos países no mundo e tende a

se agravar nos próximos anos em virtude do crescimento populacional, das mudanças climáticas

e da má gestão dos sistemas de distribuição de água, principalmente em países subdesenvolvidos,

no qual os índices de perdas de água potável nesses sistemas são alarmantes. No Brasil, dados do

Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) informam que o indicador médio

de perda de água potável não contabilizada ou perdida na distribuição em 2021 chegou ao

impactante índice de 40,14%, ou seja, a cada 100 litros de água tratada, mais de 40 litros são

desperdiçados ao longo do sistema de distribuição de água. Uma saída para melhorar a gestão

dos recursos hídricos e reduzir indicadores de perdas em sistemas de distribuição de água está

em soluções IoT (Internet of Things) de sistemas de monitoramento e “medição inteligente de

água” (Smart Water Metering), no qual medidores inteligentes de água (Smart Water Meters)

permitem o monitoramento e a medição em tempo real de diversos parâmetros do sistema, como

por exemplo: pressão, vazão e qualidade da água, como também possibilitam o acionamento

de válvulas e bombas hidráulicas de forma remota e automática. Com isso, o uso de soluções

IoT vem ganhando cada vez mais destaque e popularidade tanto no âmbito comercial quanto no

âmbito acadêmico, no qual as universidades desempenham um papel fundamental na busca por

novas soluções e desenvolvimento de aplicações inteligentes baseadas em tecnologias de IoT, em

um processo que interconecta pessoas, serviços, processos e coisas, tornando as universidades

em Campi Inteligentes. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta os resultados de uma

solução de medição inteligente de água, baseada em tecnologias de IoT de baixo custo, que foi

implantada no Campus Campina Grande do IFPB, como um projeto piloto e uma iniciativa para

torna-lo um campus inteligente (Smart Campus). O artefato desenvolvido se destaca pelo uso

da tecnologia LoRa® e do middleware Dojot na camada de aplicação, em vez de soluções na

nuvem, com uma comunicação bidirecional através do LoRa® gateway Dragino LG02. Ademais,

foram realizadas adaptações de metodologias metrológicas estabelecidas em normas brasileiras

vigentes para calibração do sensor de vazão do medidor inteligente de água desenvolvido, o

cálculo do índice de desempenho do medidor e da incerteza da medição. Os resultados obtidos

com a solução desenvolvida demonstram um índice de desempenho da medição de 97,83% e

uma margem de erro de indicação menor do que ± 2 % para as faixas de vazão calibradas para

o sensor de vazão (FS400A) utilizado. A comunicação LoRa® se mostrou estável com índice

médio de indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI) no gateway de -89 dBm e uma

taxa de perda de pacote de 0,35%. O Dojot, embora seja uma solução relativamente nova no

mercado, se comportou de forma satisfatória, dando indícios de que pode ser utilizada como

uma ferramenta de produção em um futuro próximo, sendo uma opção viável para um campus

inteligente.

Palavras-chaves: Medição Inteligente de Água; LoRa®; Dojot; IoT.

ABSTRACT

The scarcity of water resources is a reality that affects many countries in the world and tends to

worsen in the coming years due to population growth, climate change and poor management

of water distribution systems, especially in underdeveloped countries, in which the rates of

loss of potable water in these systems are alarming. In Brazil, data from the National Sanita-

tion Information System (SNIS) report that the average indicator of unaccounted for or lost

drinking water loss in distribution in 2021 reached the impressive rate of 40.14%, that is, for

every 100 liters of treated water, more than 40 liters are wasted along the water distribution

system. A way to improve management of water resources and reduce indicators of losses in

water distribution systems is in IoT (Internet of Things) solutions for monitoring systems and

“intelligent measurement of water” (Smart Water Metering), in which smart water meters (Smart

Water Meters) allow real-time monitoring and measurement of various system parameters, such

as for example: pressure, flow and water quality, as well as enabling the activation valves and

hydraulic pumps remotely and automatically. Therefore, the use of solutions IoT is gaining more

and more prominence and popularity both in the commercial field and in the academic scope,

in which universities play a fundamental role in the search for new solutions and development

of intelligent applications based on IoT technologies, in a process that interconnects people,

services, processes and things, making universities in Smart Campi. In this context, this paper

presents the results of a smart water metering solution, based on low-cost IoT technologies,

which was implanted in the IFPB Campina Grande Campus, as a pilot project and an initiative

to makes it an intelligent campus (Smart Campus). The artifact developed stands out for its

use of LoRa® technology and Dojot middleware at the application layer, instead of solutions

at the cloud, with two-way communication through the LoRa® gateway Dragino LG02. Fur-

thermore, adaptations of metrological methodologies established in Brazilian standards were

carried out current regulations for calibrating the flow sensor of the smart water meter developed,

the calculation of meter performance index and measurement uncertainty. The obtained results

with the developed solution demonstrate a measurement performance index of 97.83% and a

margin of indication error of less than ± 2% for the calibrated flow ranges for the flow sensor

(FS400A) used. The LoRa® communication proved to be stable with an index average received

signal strength indicator (RSSI) on the gateway of -89 dBm and a 0.35% packet loss rate. Dojot,

although a relatively new solution in the market, behaved satisfactorily, giving indications that

it can be used as a a production tool in the near future, being a viable option for a campus

intelligent.

Key-words: Smart Water Metering; LoRa®; Dojot; IoT.

Figura 24 – Dashboard de visualização da base de dados no Mongo Express. Fonte: Autoria própria................................. 78 Figura 25 – Dashboard de buckets do InfluxDB. Fonte: Autoria própria.......... 79 Figura 26 – Dashboard do pgAdmin. Fonte: Autoria própria................ 79 Figura 27 – Dashboard de containers no InfluxDB. Fonte: Autoria própria........ 81 Figura 28 – Dashboard de containers no InfluxDB. Fonte: Autoria própria........ 82 Figura 29 – Dashboard de visualização de dados no MongoDB Express. Fonte: Autoria própria..................................... 82 Figura 30 – Cenário da comunicação LoRa®. Fonte: Autoria Própria........... 84 Figura 31 – Setup de configurações do LoRa® gateway Dragino LG02. Fonte: Autoria Própria..................................... 85 Figura 32 – Script MQTT do gateway Dragino LG02. Fonte: Dragino.......... 86 Figura 33 – Configurações de canais no LG02 (A) e exemplo de código para envio de pacote LoRa® (B). Fonte: Autoria Própria................... 86 Figura 34 – Característica da potência do sinal recebida no gateway Dragino LG02. Fonte: Autoria Própria................................. 87 Figura 35 – Protótipo inicial. Fonte: Autoria própria.................... 90 Figura 36 – Caracterização do perfil de consumo do campus com protótipo inicial. Fonte: Autoria própria................................. 90 Figura 37 – Caracterização do perfil de consumo do campus com protótipo final. Fonte: Autoria própria................................. 91 Figura 38 – Comparação do volume total contabilizado entro o SMMIA e o hidrometro SAGA da CAGEPA com o solenoide desenergizado. Fonte: Autoria própria. 92 Figura 39 – Caracterização da pressão no cavalete de entrada de água do campus. Fonte: Autoria própria................................. 94 Figura 40 – Caracterização da pressão no cavalete de entrada de água do campus. Fonte: Autoria própria................................. 94 Figura 41 – Diagrama de uma instalação para calibração por pesagem (método está- tico (1C), alimentação por bombeamento direto). Fonte: ABNT NBR ISO 4185:2009.................................... 95 Figura 42 – Diagrama da bancada adaptada para calibração do sensor de vazão FS400A G1"(método estático, alimentado por pressurização direta). Fonte: Autoria Própria..................................... 97 Figura 43 – Bancada adaptada ao método estático 1C da ABNT NBR ISO 4185:2009. Fonte: Autoria Própria............................. 98 Figura 44 – Fluxograma do processo de medição. Fonte: Autoria Própria......... 98 Figura 45 – Comportamento da pressão estática na bancada adaptada com pressurizador configurado em 1,0 bar. Fonte: Autoria Própria................ 99

Figura 46 – Comportamento da pressão estática na bancada adaptada com pressurizador configurado em 1,5 bar. Fonte: Autoria Própria................ 99 Figura 47 – Comportamento da pressão estática na bancada adaptada com pressurizador configurado em 2 bar. Fonte: Autoria Própria................. 100 Figura 48 – Comportamento da pressão estática na bancada adaptada. Fonte: Autoria Própria..................................... 101 Figura 49 – Imagens de medição da pressão estática no manômetro analógico. Fonte: Autoria Própria................................. 101 Figura 50 – Erro de indicação da balança. Fonte: Autoria Própria............. 102 Figura 51 – Gráfico do erro de indicação obtido no processo de calibração. Fonte: Autoria Própria..................................... 103 Figura 52 – Resumo das medições. Fonte: Autoria Própria................. 109

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AESBE Associação Brasileira das Empresas Estaduais de Saneamento

AMQP Advanced Message Queuing Protocol

ANA Agência Nacional das Águas

Anatel Agência Nacional de Telecomunicações

API Application Programming Interface

AWS Amazon Web Services

CoAP Constrained Application Protocol

CPqD Centro de Pesquisa e Desenvolvimentoem Telecomunicações

CR Code Rate

CSS ChirpSpread Spectrum

DC Direct Current

DDS Data Distribution Service

DE Diâmetro Externo

DS Design Science

DSR Design Science Research

EMA Erro Máximo Admissível

ESP32 Espressif 32

FSK Frequency-shift keying

GUM Guia para Avaliação da Incerteza daMedição

HTTP Hypertext Transfer Protocol

I/Os Input / Output

IDM Índice de Desempenho do Medidor

IFPB Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba

Inmetro Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

IoT Internet of Things IPF Índice de Perda de Faturamento ISO International Organization for Standardization ITB Intituto Trata Brasil JWT JSON Web Token Li-Po Polímero de Lítio LoRa® Long Range MDR Ministério do Desenvolvimento Regiona MQTT Message Queuing Telemetry Transport MVP Minimum Viable Product NBR Norma Brasileira OLED Organic Light Emitting Diode ONU Organização das Nações Unidas PHY Physical Layer PWAN Low Power Wide Area Networks QoS Quality of Service RAM Random Access Memory REST Representational State Transfer RTM Regulamento Técnico Metrológico SF Spread Spectrum SI Sistema Internacional Siga Sistema de Gerenciamento de Água SMMIA Sistema de Monitoramento e Medição Inteligente de Água SNIS Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento SoC System on Chip SWG Smart Water Grid

LISTA DE SÍMBOLOS

ai Metade da faixa estimada de um componente da incerteza, associada com a

estimativa da entrada xi

c Combinada

ci Coeficiente de sensibilidade usado para multiplicar a incerteza na estimativa

da entrada, xi , para obter a incerteza da estimativa da saída, y

c⇤ i Coeficiente de sensibilidade relativo utilizado para multiplicar a incerteza

relativa na estimativa da entrada, xi , com o objetivo de se obter o efeito

relativo de uma mudança relativa na grandeza de entrada, na incerteza

relativa da estimativa da saída y

EP Erro ponderado

f Relação funcional entre estimativas do mensurando, y , e estimativas da

entrada, Xi , da qual y depende

h Hora

i Da i-ésima entrada

K Fator de abrangência empregado para calcular a incerteza expandida U

L Litro

m³ Metro cúbico

N Da N ésima entrada

n Da n ésima observação

Q Vazão expressa em metros cúbicos por segundo, nas condições de escoa-

mento

S( X¯) Desvio-padrão experimental da média aritmética ¯X

U Incerteza Expandida

U ⇤^ Incerteza Expandida Relativa

u(x) Incerteza Padrão

uc Incerteza Combinada

uc (y) Incerteza-padrão combinada relativa, associada com a estimativa da saída y u⇤ c (y) Incerteza-padrão combinada, associada com a estimativa da saída y u(Xi ) Incerteza-padrão associada, com a estimativa da entrada, xi u( X¯i ) Desvio-padrão da média de medições repetidas x De x x ¯ Média aritmética ou média de n observações repetidas, xm , de grandezas variando aleatoriamente, x xi Estimativa da grandeza de entrada, Xi xm m ésima observação de uma grandeza aleatória, x Dxi Incremento em xi usado para a determinação numérica do coeficiente de sensibilidade y Estimativa do mensurando,Y Dy Incremento em y encontrado na determinação numérica do coeficiente de sensibilidade mudança relativa na grandeza de entrada, na incerteza relativa da estimativa da saída y ∂ y / ∂ xi Derivada parcial com relação à grandeza de entrada xi da relação funcional f entre o mensurando e as grandezas de entrada ® Marca Registrada ™ Marca Comercial  Somatório

APÊNDICE B – MÉDIA E DESVIO-PADRÃO DOS

  • rede sem fio. Tabela 1 – Comparação entre alcance de sinal e consumo energético das tecnologias de
  • lhamento (SF). Tabela 2 – Características de propagação de sinal LoRa® em relação ao Fator de Espa-
  • Tabela 3 – Características dos trabalhos relacionados.
  • Tabela 4 – Requisitos de hardware para instalação do Dojot.
  • Tabela 5 – Setup inicial da camada física LoRa®.
  • Tabela 6 – Parâmetros para determinação do erro de indicação e IDM.
  • Tabela 7 – Lista de ferramentas, materiais e dispositivos utilizados.
  • Tabela 8 – Atributos da aplicação SMMIA configurados no dispositivo 41719c do Dojot.
  • Tabela 9 – Dados de métricas de serviços do Dojot extraídos da ferramenta "docker stats".
  • Tabela 10 – Faixas de vazão de ensaio.
  • Tabela 11 – Consumo médio de água do campus no ano de 2022 em metros cúbicos.
    • total contabilizado (m3). Tabela 12 – Acompanhamento das soluções (SAGA e SMMIA) na totalização do volume
    • vazão. Tabela 13 – Exemplo dos demais parâmetros coletados durante a calibração do sensor de
  • Tabela 14 – Fatores de correção (M) da calibração utilizados.
  • Tabela 15 – Resultado ensaio curva de erro para vazão de 250 l/h ou 4,167 l/min.
  • Tabela 16 – Resultado ensaio curva de erro de indicação para vazão de 450 l/h ou 7,5 l/min.
  • Tabela 17 – Resultado ensaio curva de erro de indicação para vazão de 700 l/h ou 11,
    • l/min.
  • Tabela 18 – Resultado ensaio curva de erro de indicação para vazão de 1000 l/h ou 16,
    • l/min.
  • Tabela 19 – Resultado ensaio curva de erro de indicação para vazão de 1325 l/h ou 22,
    • l/min.
  • Tabela 20 – Exemplo do cálculo do IDM para as três primeiras medições.
  • 1 INTRODUÇÃO
  • 1.1 Motivação e Definição do Problema
  • 1.2 Objetivos
  • 1.2.1 Objetivo geral
  • 1.2.2 Objetivos específicos
  • 1.3 Estrutura do Documento
  • 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
  • 2.1 Metrologia
  • 2.1.1 Sistema de Medição
  • 2.1.2 Medição
  • 2.1.3 Incerteza da Medição
  • 2.1.4 Modelo de Medição ou Modelo Matemático
  • 2.1.5 Calibração, Verificação e Validação
  • 2.2 Redes LPWAN (Low Power Wide Area Network)
  • 2.2.1 LoRa®
  • 2.3 Protocolos de Camada de Aplicação IoT
  • 2.3.1 MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
  • 2.4 Middleware IoT
  • 2.4.1 Dojot
  • 2.5 Sistemas Embarcados
  • 2.5.1 WIFI LoRa®
  • 2.6 Trabalhos Relacionados
  • 3 METODOLOGIA
  • 3.1 Contribuições da Pesquisa
  • 3.2 Aplicabilidade
  • 3.3 Método
  • 3.3.1 Método Design Science Research
  • 3.3.2 Plano de Ação de Desenvolvimento e Implantação do Artefato
  • 3.3.2.1 Instalação e configuração do middleware Dojot
  • 3.3.2.2 Desenvolvimento do software embarcado
  • 3.3.2.3 Testes, verificação de sensores e comunicação com o Dojot
  • 3.3.2.4 Caracterização do perfil de consumo de água do campus
  • 3.3.2.5 Ensaio para calibração do sensor de fluxo
  • 3.3.2.6 Cálculo da incerteza da medição e índice de desempenho do medidor
  • 3.3.2.7 Montagem e instalação do protótipo
  • 3.3.2.8 Monitoramento do sistema de medição inteligente de água
  • 3.4 Ferramentas, Dispositivos e Materiais Utilizados
  • 4 RESULTADOS
  • 4.1 Protótipo SMMIA
  • 4.1.1 Arquitetura da Solução
  • 4.1.1.1 Camada Física
  • 4.1.1.2 Camada de Rede
  • 4.1.1.3 Camada de Aplicação
  • 4.2 Middleware Dojot
  • 4.2.1 Avaliação Antes da Coleta de Dados
  • 4.2.2 Avaliação Após a Coleta de Dados
  • 4.3 Comunicação LoRa®
  • 4.4 Caracterização do Perfil de Consumo
  • 4.5 Calibração do Sensor de Vazão
  • 4.6 Índice de Desempenho da Medição - IDM, e Incerteza da Mediação
  • 5 CONCLUSÕES
  • 5.1 Trabalhos Futuros
    • REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
    • APÊNDICES
    • APÊNDICE A – TABELA COMPLETA DO CÁLCULO DO IDM
      • CALIBRAÇÃO DO SENSOR FS400A PARÂMETROS AUXILIARES NO PROCESSO DE

1 INTRODUÇÃO

A água, o elemento mais precioso e essencial à vida terrestre, está em risco; é o que

aponta a organização não governamental ambientalista World Resources Institute (WRI), por

meio do seu projeto global de monitoramento e mapeamento de riscos hídricos: o Aqueduct

Water Risk Atlas^1 (WRI, 2021). Ainda de acordo com (WRI, 2021), “mais de 1 bilhão de pessoas

já vivem atualmente em regiões de escassez de água, e cerca de 3,5 bilhões podem sofrer escassez

de água até 2025”. No Brasil, segundo (ANA, 2020), “cerca de 22 milhões de pessoas foram

afetadas por secas e estiagens em 2019, no qual aproximadamente 94% das pessoas afetadas

pela seca vivem na região Nordeste”.

Neste cenário de iminente escassez dos recursos hídricos, as cidades enfrentam enormes

desafios para gerenciar seus recursos naturais vitais, forçando-as a se reinventarem e criarem

soluções tecnológicas otimizadas e sustentáveis para se tornarem “cidades inteligentes” (ou

Smart Cities) (RUSSO; RINDONE; PANUCCIO, 2014; EC, 2021). As Smart Cities podem ser

definidas como grandes centros urbanos que utilizam tecnologias inovadoras na gestão pública,

como também em suas infraestruturas, para melhorar aspectos socioeconômicos de uma região,

visando o desenvolvimento urbano sustentável e planejado em prol da qualidade de vida dos

cidadãos (VERSTAEVEL; BOES; GLEIZES, 2017; NEVES et al., 2017).

Diversas soluções desenvolvidas para as Smart Cities nascem em campi universitários,

em que de acordo com (MOTTA; LIMA; CUNHA, 2018), o “limite físico do campus não é

mais definido e são projetados edifícios com funções mistas, podendo ser utilizada tanto pela

comunidade acadêmica quanto pela população”, o que para (VERSTAEVEL; BOES; GLEIZES,

2017) os tornam verdadeiros laboratórios vivos e parceiros ideais para cidades que buscam

explorar e promover iniciativas de cidades inteligentes.

Segundo (NEVES et al., 2017), o “modelo de uma Smart City pode ser escalado e

adaptado para as universidades”, criando o conceito de “campus inteligente” ou Smart Campus",

no qual as instituições adotam tecnologias de Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) para

criar aplicações inteligentes, servindo como verdadeiros bancos de testes (OBERASCHER et

al., 2022), voltadas ao controle e monitoramento remoto das instalações e serviços do campus

como, por exemplo, serviços de energia elétrica, iluminação, água, estacionamento, entre outros,

proporcionando o desenvolvimento sustentável, reduzindo custos e desperdícios (FACENS,

No contexto das aplicações inteligentes, a medição inteligente de água (ou Smart Water

Metering) surge como uma aplicação baseada em tecnologias IoT, que visam minimizar a

escassez hídrica dos grandes centros urbanos por meio da leitura remota e automática de pontos

1 Disponível em: ATER RISK ATLAS.. Acessado em: 25 de ja. de 2023.