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Artigo

Tecnologia INESC TEC reduz consumo de energia elétrica em estações elevatórias de águas residuais

O sistema de inteligência artificial (IA) e-Predator foi desenvolvido por investigadores do Centro de Sistemas de Energia (CPES) do INESC TEC e pela Águas do Tejo Atlântico, que integra o Grupo Águas de Portugal, e permite uma redução de até 20% do consumo de energia elétrica em estações elevatórias de águas residuais.

21 maio 2020

Maximizar a sustentabilidade energética no setor das águas

No Grupo Águas de Portugal, o consumo de energia elétrica representa cerca 1,4% do total de consumo de energia elétrica em Portugal. Neste setor, o consumo de energia elétrica tem um elevado peso no total dos custos operacionais das empresas. No caso específico do saneamento pode representar cerca de 60% dos custos operacionais sem considerar os custos com recursos humanos. Os sistemas de bombagem das estações elevatórias representam uma grande parte desses custos, tornando-se necessária uma melhor gestão do seu funcionamento e otimização da energia elétrica consumida.

A nova tecnologia, denominada ePredator - Method and device for controlling a wastewater tank pumping system, tem como objetivo maximizar a sustentabilidade energética no setor das águas, através da aplicação de técnicas de IA, nomeadamente reinforcement learning. A sua instalação vai permitir reduzir o consumo de energia elétrica nas estações elevatórias entre 15 e 20%.

“Trata-se de um novo software baseado em IA, que surge da necessidade de desenvolver técnicas avançadas para gerir o funcionamento das bombas de água, com o objetivo de minimizar o consumo de energia elétrica. Atualmente, a maioria das estações elevatórias operam as bombas para manter um nível fixo no reservatório. Apesar desta abordagem ser a mais fácil de controlar, pode ser mais dispendiosa economicamente”, afirma Rita Alves Responsável da Área de Investigação, Desenvolvimento e Inovação da Águas do Tejo Atlântico.

ePredator implementa um controlo preditivo para minimizar o consumo de energia elétrica

O software controla automaticamente e de forma preditiva os sistemas de bombagem para reduzir os custos de energia elétrica das estações de tratamento de águas residuais. Também a segurança operacional das centrais é melhorada com uma redução dos alarmes de transbordo em até 90%. Além disto, o ePredator, ao contrário de outras tecnologias que utilizam modelos físicos, tem automaticamente em conta, nas suas previsões e ações, eventos como a manutenção das bombas, avarias ou entupimento dos canos.

“Este método de IA pode reduzir o consumo de energia entre 15% e 20%; controlar o horário da operação das bombas; antecipar períodos de elevada afluência de águas residuais; incluir diferentes níveis de desgaste das bombas; incluir períodos de manutenção e equipamentos fora de serviço; sendo ainda de fácil implementação, totalmente baseado nos dados recolhidos pelo SCADA e escalável para outros sistemas e processos industriais”, acrescenta Ricardo Bessa coordenador do CPES.

A tecnologia foi demonstrada em ambiente real na Fábrica de Água de Alcântara, teste que confirmou o potencial desta solução. A solução foi desenvolvida no âmbito do projeto europeu InteGrid - Demonstration of Intelligent grid technologies for renewables Integration and Interactive consumer participation enabling Interoperable market solutions and Interconnected stakeholders, coordenado pela EDP Distribuição, financiado pelo programa de investigação e desenvolvimento da União Europeia Horizonte 2020 sob o acordo número 731218.

Foi submetido um pedido de patente Europeia em abril de 2019 e um pedido de patente internacional em fevereiro de 2020. 

O investigador do INESC TEC mencionado na notícia tem vínculo ao INESC TEC.