Manaus usa IA para prever falhas e universalizar rede de esgoto

Em uma sala no bairro Aleixo, em Manaus, um sistema de inteligência artificial (IA) está sendo treinado para se tornar o cérebro digital da complexa rede de água e esgoto da capital. A concessionária Águas de Manaus desenvolve no Centro de Controle Operacional (CCO) uma tecnologia para evitar falhas, otimizar a operação e, futuramente, prever os impactos no fornecimento diante de  eventos climáticos extremos, como a seca severa.

Iniciada no final de 2024, a IA do saneamento é alimentada com o fluxo massivo de dados gerados 24 horas por dia. A tecnologia aprende os padrões de consumo e pressão  para definir a normalidade e, assim, identificar qualquer desvio que possa sinalizar um problema e prejudicar o fornecimento.

“Desde novembro do último ano, o sistema está sendo alimentado com as informações do dia a dia para que ele aprenda nosso regime de operação”, afirma Rodrigo Leite, coordenador de operações na concessionária. “Embora em fase de aprendizado, a IA já nos alerta sobre anomalias, como quando um reservatório opera de forma diferente do seu padrão habitual”, diz.

A mudança estratégica é fundamental. “O processo manual de análise é um pouco mais demorado, devido às limitações físicas. Quando a IA nos entrega esses dados já analisados, nossa tomada de decisão se torna muito mais rápida”, diz ele.

“Na prática, nos antecipamos ao problema, muitas vezes antes que a população sinta a dificuldade no abastecimento”, aponta Rodrigo Leite, da Águas de Manaus.

Essa inteligência opera sobre uma mega infraestrutura já em funcionamento, vigiada ininterruptamente por equipes de operadores que se revezam em turnos. Do CCO, é possível monitorar e comandar 43 reservatórios, 56 poços e uma rede de quatro mil quilômetros de tubulações.

Rodrigo Leite, coordenador de operações da Águas de Manaus mostra o painel de visualização em tempo real da rede de saneamento básico em Manaus. Foto: Nilton Ricardo/A Crítica ()

 

“O controle é total e em tempo real. Da nossa base, um único operador pode parar um poço em Santa Etelvina, a quase 40 quilômetros de distância, para uma manutenção de rotina”, descreve Rodrigo. O sistema foi projetado para ser resiliente, com geradores de energia e rotas alternativas de comunicação via redes de telefonia móvel, em caso de falha da rede.

Por trás da operação, no entanto, a motivação é o impacto social. “O que me impressiona é o impacto na saúde da população e no meio ambiente. É satisfatório levar água de qualidade para todos, especialmente para comunidades carentes”, ressalta Rodrigo, que atua no setor de saneamento desde 2012.

O modelo que utiliza IA já está sendo replicado para outra frente crucial do saneamento: a rede coletora de esgoto.

“O mesmo conceito de monitoramento e controle inteligente que universalizou a água já está sendo expandido para a rede de esgotamento sanitário. Começamos com a bacia do Educandos e o plano é ampliar para toda a cidade”, explica Rodrigo Leite.

Atualmente, a água tratada chega a 99% da capital, com 700 milhões de litros por dia, estima a concessionária. Já a rede de coleta de tratamento de esgoto estará disponível para mais de 35% da cidade até o final de 2025, alcançando mais de 90% da capital até 2033.

De acordo com o Instituto Trata Brasil, Manaus é a sexta capital que mais investe em soluções de saneamento no país, e lidera o ranking na Amazônia. O próximo passo é usar a mesma capacidade de análise para prever o comportamento dos rios durante eventos climáticos extremos, um dos maiores desafios da região.

O gêmeo digital

A capacidade de antecipação da IA do saneamento em Manaus é o embrião do que especialistas consideram o futuro do planejamento urbano: os “gêmeos digitais” (digital twins).

Segundo o professor associado Fabio Santos, da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Estado do Amazonas (UEA), o avanço de modelos de IA generativa e dos Modelos de Linguagem Ampla (LLMs) permite a criação de soluções inovadoras.

“Um digital twin do saneamento é uma réplica virtual e constantemente atualizada da rede real, um ‘organismo vivo’ que permite prever falhas e testar intervenções sem riscos”, afirma o professor Fabio Santos.

A proposta é sair da lógica de reagir a crises para a de antecipá-las. Ele explica: “Tradicionalmente, um sistema de saneamento é projetado com base em modelos estáticos. O gestor reage a falhas quando elas ocorrem. Com o uso de IA Generativa e LLMs, essa lógica muda radicalmente”, aponta.

“Imagine um digital twin capaz de simular o impacto de uma enchente sobre a rede de esgoto em tempo real e recomendar ações preventivas horas ou dias antes do evento”, destaca Fabio Santos.

Visão ampliada da sala de Comando e Controle Operacional da Águas de Manaus. Foto: Nilton Ricardo/ A Crítica ()

 

Nesse cenário, um operador poderia “conversar” com a infraestrutura. “Em vez de respondermos a crises, passamos a antevê-las e preveni-las. Isso significa menos desperdício, mais eficiência e, mais importante, melhor qualidade de vida para a população”, afirma.

Embora a meta seja a máxima precisão, especialistas da área de qualidade de software, como João Paulo Marques, analista no Instituto de Desenvolvimento Tecnológico (INDT), um dos principais Centros de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) do país, ponderam que a busca pela segurança é um processo contínuo.

Para ele, esse processo de “aprendizado” é a fase mais crítica, pois a eficácia da IA depende diretamente da qualidade do que lhe é ensinado. “Na construção de um modelo de Inteligência Artificial, o fator mais importante são os dados”, afirma João Paulo.

“Dados inconsistentes, enviesados ou insuficientes comprometem diretamente a confiabilidade do sistema. Para atingir uma boa acurácia, é necessário que o volume de dados de treinamento seja grande, diversificado e cuidadosamente selecionado”, detalha.

Formando talentos para a nova realidade amazônica

Para Fabio, que também tem um canal no Youtube onde ensina como utilizar inteligência artificial, esse salto tecnológico só é possível com capital humano qualificado.

Ele ressalta que o objetivo de instituições como o Laboratório de Sistemas Inteligentes (UEA), onde atua como pesquisador, e projetos como o Transformer Core, tem o objetivo de tornar a IA mais acessível para a realidade regional.

“Quando desenvolvemos algoritmos treinados com dados amazônicos, projetamos modelos que entendem nossas línguas, nossas florestas e nossas dinâmicas sociais. Quando criamos ferramentas para monitorar rios, prever enchentes ou otimizar a logística em áreas isoladas, não estamos apenas aplicando tecnologia — estamos produzindo ciência a partir da Amazônia para o mundo”, explica o professor.

Fabio Santos, professor associado da Universidade do Estado do Amazonas (UEA. Ele defende uso da IA para soluções inteligentes em Manaus. Foto: Arquivo pessoal ()

 

O Amazonas é o primeiro estado do Norte do Brasil a criar um curso superior público de Inteligência Artificial, oferecendo 60 vagas distribuídas entre os polos da Universidade do Estado do Amazonas (UEA) em Itacoatiara e Parintins.

Segundo a instituição, a iniciativa busca atender à crescente demanda por profissionais qualificados em uma das áreas que mais avançaram nos últimos anos, com início das aulas previsto para 2026.

De acordo com o relatório O Futuro do Trabalho 2023, do Fórum Econômico Mundial, especialistas em Inteligência Artificial e Machine Learning (Ensino de Máquinas) lideram a lista de profissões com maior expectativa de crescimento até 2027.

O desafio é humano

Enquanto a tecnologia avança, o principal gargalo não está no código. A avaliação é de Joedge Vasconcelos, diretor de Inteligência Artificial da RedMaxx, empresa de consultoria em tecnologia. “O maior desafio não é tecnológico, e sim humano. É preciso ajudar equipes inteiras a perder o medo da IA e enxergar nela uma parceira”, afirma.

Analistas da Águas de Manaus monitoram sistemas no Centro de Comando e Controle (CCO). Foto: Nilton Ricardo/A Crítica ()

“Não se trata de substituir pessoas por máquinas, mas de potencializar pessoas com máquinas”, explica Joedge Vasconcelos, da RedMaxx.

De acordo com Joedge, é preciso aplicar o conhecimento tecnológico e entregar soluções coletivas, como o saneamento básico mais inteligente. 

“A maior floresta tropical do mundo é também o mais rico laboratório natural do planeta. A IA é a ferramenta que pode traduzir esse laboratório em conhecimento e soluções concretas”, diz. “Empresas de Manaus já estão usando estratégias, posicionando suas bases. Me sinto feliz em estar na Amazônia neste momento”, finaliza.

Programa de R$ 2 bi quer universalizar esgoto

O valor do investimento em IA faz parte do pacote de soluções “Trata Bem Manaus”, principal programa de investimentos da concessionária para universalizar a coleta e o tratamento de esgoto na capital. A previsão é de um investimento de mais de R$2 bilhões.

Atualmente, mais de 750 mil pessoas na capital já têm acesso ao sistema de rede coletora de esgoto. Além da infraestrutura, o programa possui um pilar de inclusão, com mais de 138 mil famílias em situação de vulnerabilidade beneficiadas pelas tarifas sociais “Tarifa 10” e “Tarifa Manauara”.

Com ajuda da IA, a meta é atingir 90% de cobertura de esgoto até 2033, com um marco intermediário de 60% até 2027 —o dobro da cobertura atual. Para isso, serão implantados 2,7 milhões de metros de novas redes e construídas ou ampliadas ao menos 70 Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs).