Instrumentação IoT na realização e manutenção de grandes obras: já chegou a hora?
O setor da construção civil progrediu e amadureceu e, graças à IoT, podem ser implementadas soluções de monitorização impensáveis até há bem pouco tempo.
De há uns tempos para cá, em qualquer revista, congresso ou evento, tanto da construção civil como da automatização, são apresentados os benefícios que a IoT aporta a este setor, mas poucos são os casos de sucesso com um retorno real conhecidos ou próximos. É evidente que as previsões sobre a implementação de sensores durante 2017 e 2018 não se cumpriram nem seguramente se cumprirão em 2019 – o “fumo” vendido durante estes anos gerou um compreensível ceticismo.
Atualmente, na realização ou gestão de grandes obras e na sua posterior manutenção, não se costumam encontrar grandes projetos além de sistemas BMS ou controlo inteligente de climatizações. Mesmo assim, tem de se reconhecer que o setor não ficou parado durante este tempo, mas sim que continuou a aprender e a melhorar, não só a nível tecnológico, mas também a nível funcional. Todo aquele nó IoT que se utilize durante a realização de uma obra ou para a monitorizar posteriormente deve ter as características necessárias para poder aportar um valor real de maneira sustentável.
Atualmente, é irreal pensar que, num ambiente não alimentado, se pode monitorizar em tempo real uma magnitude física durante um período de tempo de semanas ou meses de maneira ininterrupta – seria necessária uma quantidade inviável de baterias. No entanto, a tecnologia e o estado da arte permitem ter algo muito parecido. O grau de conhecimento mais maduro do setor já permite encontrar – e exigir – soluções com as seguintes características:
a.- Longa vida útil, como se comentou, grande parte do retorno que este tipo de implementação vem marcado pela durabilidade dos nós instalados. Por isso, deve-se estudar a vida da bateria – e os diferentes métodos de consumo –, mas também assegurar que o dispositivo pode trabalhar nesse ambiente, o que tipicamente implica poder trabalhar no exterior, com altas doses de pó, humidade, amplitudes de temperaturas extremas, vibrações, resistências a golpes, etc.
b.- Instalação rápida e simples. O ambiente onde vão ser instalados estes dispositivos não é o mesmo que um industrial ou de escritório, portanto, por comodidade e tempos de implementação, são necessários equipamentos que se possam instalar de uma maneira ágil. Da mesma maneira, devem permitir uma configuração prévia completa para que, em campo, seja apenas necessário colocá-los. Este ponto vai ganhando interesse quanto maior for o número de equipamentos implementados.
c.- Gestão remota. Da mesma maneira que se deve exigir a um equipamento que se instale facilmente, deve-se esperar o mesmo sobre a sua gestão. Tanto pela sua localização como pelo número de dispositivos implementados, se, perante uma mudança – de parâmetros ou de firmware, por exemplo –, se deve enviar um engenheiro para reconfigurar todos os equipamentos, deixa de ser uma opção viável. Por isso, deve-se exigir o chamado OTAP – over-the-air programming -, para que remotamente e de maneira massiva se possam implementar mudanças. Trabalhar com uma solução completa de campo até ao centro de controlo poupa inspeções manuais e visuais, otimizando em grande medida as revisões e os ciclos de manutenção.
d.- Equipamentos com inteligência. São necessários equipamentos com capacidade de tomar decisões autonomamente para maximizar a sua utilidade e a sua vida útil. Por exemplo, se o equipamento é um sensor, se a leitura está dentro dos parâmetros normais, deve ter uma frequência de amostragem e de envio da informação diferente de se a leitura estiver fora desses limites. Da mesma maneira, deve ser possível que o equipamento ative uma saída se, ao adquirir um sinal, se considerar oportuno pelo que esta acarreta.
e.- Arquiteturas escaláveis e móveis. Todos os componentes da solução devem permitir ou ter solucionado como implementar todos os equipamentos não só da fase atual, mas também das futuras. Isto implica a nível de comunicações, a nível de gateways, a nível de gestão ou a nível de sistema de monitorização dos valores.
Do mesmo modo, há uma tendência crescente a utilizar este tipo de soluções em cenários móveis, quer seja porque o próprio nó está em contínuo movimento – gestão de frotas, por exemplo – quer seja porque se utiliza durante um tempo determinado num sítio para depois o mover para outra localização – controlos ambientais ou de ruído, por exemplo. Isto implica que o equipamento deve ser capaz de geoposicionar-se, do mesmo modo que esta informação deve poder ser vista na plataforma de visualização e controlo.
E, evidentemente, deve-se ter em conta a cibersegurança, a interoperabilidade, o uso de padrões e todo aquele requisito indispensável de qualquer solução de monitorização e/ou controlo.
Dispositivos com estas características permitem ir um passo mais além na interação com as obras e infraestruturas. Não só se podem monitorizar as clássicas magnitudes físicas como temperatura, caudal ou humidade, mas já é possível integrar em dispositivos de baixo consumo sensores de vibração, qualidade do ar – com diferentes parâmetros –, estado químico de solos ou líquidos, níveis de ruído, contadores de pessoas/veículos, etc., o que permite imaginar novas aplicações ou otimizar as existentes.
Um exemplo de novo projeto seria a monitorização contínua de uma infraestrutura como pode ser uma ponte, concretamente do seu nível de vibração quando se encontra aberta à circulação. Este valor é um indicador do estado desta infraestrutura e do quão necessitada está de manutenção antes de entrar em colapso.
Em países com um alto grau de movimentos sísmicos, são instalados medidores de vibração alimentados nas pontes. Estes sensores vão conectados a um sistema de balanceamento da ponte para compensar um possível movimento sísmico, do mesmo modo que se faz nos edifícios. Agora bem, em países como o nosso, onde não se montam estes sistemas de controlo, a maneira de monitorizar o seu nível de vibração é mediante visitas periódicas do seu mantenedor. Um operário desloca-se in situ e mede-o. Com uma solução de baixo consumo instalada nessa localização, conseguem-se duas melhorias claras: a primeira, a poupança que supõe enviar alguém cada vez a cada ponte; o segundo ponto é que também se melhora o acompanhamento, já que se obtém uma medição em intervalos de segundos ou minutos em vez de a cada certos dias, semanas ou inclusive meses.
Seguindo com o exemplo anterior de vibrações, uma aplicação direta para a otimização de sistemas existentes é a monitorização do impacto de uma grande obra. Perante uns trabalhos que supõem grandes deslocamentos de terreno – como pode ser um grande edifício novo ou um túnel em montanha ou subterrâneo – podem-se adicionar muitos mais pontos de controlo com um custo muito menor. Desta maneira, tem-se um conhecimento real do impacto das obras e do seu estado inicial e final. Além disso, os pontos de controlo podem ir sendo mudados de localização segundo avança a obra.
É por isso que os dispositivos com ‘etiqueta IoT’ não servem apenas para dar imagem de marca inovadora, mas sim que se podem utilizar para obter resultados seguros, eficientes e económicos/rentáveis. Tudo isto cumprindo com os padrões esperados neste tipo de sistema que comentámos: vida útil, fácil instalação, gestão remota, inteligência e escalabilidade.
Seguro que também é do seu interesse os nossos posts sobre:
Também pode ser do seu interesse a informação que foi dada no webinar “7 chaves para abordar projetos IoT”:
Aceda aqui ao documento de serviços para engenharias da divisão M2M da Logitek
