Smart Sensor Design

A dosagem certa de coagulante, a cada cinco minutos.

O AI Chemical Dosage mede a água bruta, calcula a dosagem com uma rede neural que roda dentro do equipamento e ajusta a bomba sozinho — sem esperar o próximo jar test.

Em operação em três ETAs da Sanepar: Maringá, Mandaguari e Nova Esperança.

ciclo de dosagem ao vivo
Turbidez da água bruta
42,6NTU
sonda Modbus RTU
pH da água bruta
7,12
sonda Modbus RTU
Dosagem de coagulante
28,4mg/L
aplicação calculada
Frequência do inversor
42,0Hz
bomba dosadora

demonstração com dados simulados

868 MHzrádio LoRa entre os pontos
5 minciclo de leitura e correção
Embarcadarede neural roda no equipamento
3 ETAsem operação na Sanepar
Como funciona

Uma malha que se fecha sozinha.

As sondas medem, o concentrador decide, o inversor aplica — e a própria água tratada volta a ser medida. Nenhuma etapa espera por alguém abrir um sistema.

Diagrama da malha de dosagem As sondas de água bruta, decantador, água tratada e vazão enviam leituras por rádio LoRa ao concentrador. O concentrador roda a rede neural, envia a frequência ao inversor de frequência que aciona a bomba dosadora, e publica os dados no supervisório e nos alertas. A água dosada volta a ser medida pelas sondas, fechando a malha. Água bruta turbidez + pH · Modbus RTU 42,6 NTU · pH 7,12 Decantador turbidez decantada 1,84 NTU Água tratada cloro residual 1,05 mg/L Vazão contagem de pulsos 312 m³/h Concentrador rede neural tanh ajuste do operador buffer em microSD 28,4 mg/L dosagem calculada Inversor + bomba frequência via saída analógica 42,0 Hz Supervisório histórico e relatórios ajuste remoto da dosagem Alertas cloro e turbidez fora de faixa avisa a equipe na hora LoRa 868 MHz LoRa LoRa LoRa LoRa · frequência vazão Wi-Fi Wi-Fi a água dosada volta a ser medida — a malha fecha aqui
medida e comando realimentação enlace físico
01 · MedirSondas na linhaTurbidez e pH da água bruta, turbidez do decantador, cloro da água tratada e vazão — lidos por Modbus RTU sobre RS-485, com filtro de outliers por IQR antes de transmitir.
02 · DecidirRede neural no equipamentoO concentrador recebe tudo por LoRa e roda a rede neural treinada para aquela ETA, que converte turbidez e pH na dosagem de coagulante.
03 · AplicarInversor e bombaA dosagem vira frequência, segue por LoRa até o nó do inversor e aciona a bomba dosadora pela saída analógica — sem intervenção manual.
04 · ConferirA malha se fechaA turbidez do decantador e o cloro da água tratada mostram o efeito da dosagem aplicada — e alimentam o ciclo seguinte, cinco minutos depois.
Supervisório

O processo inteiro em uma tela.

Da captação ao reservatório, cada etapa tem a sua página, com histórico, faixas de referência e exportação para CSV. O operador não precisa estar na ETA para saber o que a água está fazendo.

sanepar.smartsensordesign.com ao vivo
Turbidez da água bruta × dosagem aplicada últimas 24 h
Gráfico de linhas simulado: a turbidez da água bruta sobe e desce ao longo de 24 horas e a dosagem de coagulante acompanha a variação.
turbidez da água bruta (NTU) dosagem de coagulante (mg/L)

demonstração com dados simulados

Histórico e relatórios

Séries por período e exportação em CSV da água bruta e da água tratada — pronto para o relatório do órgão regulador.

Acesso por ETA

Cada usuário enxerga apenas as estações a que foi vinculado. Gerência tem visão consolidada; operação vê a sua planta.

Laboratório junto do campo

As análises de bancada entram na mesma base das sondas, o que permite comparar o que o laboratório mediu com o que a rede neural decidiu.

Rede neural

A decisão não depende da internet.

A rede neural é treinada com o histórico de jar tests da própria estação e gravada dentro do concentrador. Ela roda no ESP32, a cada ciclo, mesmo com o link caído — porque quem não pode parar é a dosagem, não o relatório.

Cada ETA tem a sua rede: o que serve para a água de Maringá não serve para a de Nova Esperança. É por isso que a calibração é parte da instalação, e não um ajuste de fábrica.

  • Arquitetura tanh com uma ou duas camadas ocultas, escolhida por estação
  • Normalização e desnormalização calibradas com os dados daquela água
  • O operador ajusta a dosagem em percentual, no teclado da planta ou pelo supervisório
  • O comando local sempre tem a última palavra sobre o remoto
ajuste do operador

A rede propõe. Quem conhece a planta confirma — e pode corrigir em percentual, sem mexer no modelo.

Proposta da rede
26,0mg/L
Ajuste do operador
+9%
Dosagem final
28,3mg/L
Frequência enviada
41,9Hz

demonstração com dados simulados

Em campo

Feito para uma ETA, não para uma bancada.

Queda de energia, internet instável, ruído elétrico e distância entre os pontos são a rotina de uma estação de tratamento. O sistema foi desenhado assumindo que tudo isso vai acontecer.

01

Nada se perde offline

Sem internet, cada leitura é gravada no cartão microSD do nó. Quando o link volta, a fila é reenviada na ordem e só então a leitura atual segue.

02

Rádio no lugar de cabo

LoRa em 868 MHz liga as sondas ao concentrador. Não é preciso puxar lança de cabo entre o decantador, a casa de química e a saída da estação.

03

Alerta antes do laudo

Cloro fora de faixa ou turbidez subindo disparam mensagem para a equipe na hora — inclusive um aviso quando um nó reinicia e com que dosagem voltou.

04

Comando na planta

Um teclado no concentrador permite ao operador ajustar a dosagem sem rede e sem computador. O que ele digita prevalece sobre o valor vindo da nuvem.

Projeto piloto

Em operação na Sanepar.

O AI Chemical Dosage nasceu de um piloto com a Companhia de Saneamento do Paraná e hoje roda em três estações de tratamento, cada uma com a sua rede neural calibrada e o seu conjunto de sondas.

O sistema é entregue completo: sondas, concentrador, nó do inversor, bomba de recirculação, kit de tubos e conexões hidráulicas e o supervisório — instalação e manutenção pensadas para a equipe da própria estação.

Abrir o supervisório
ETA Maringá em operação
ETA Mandaguari em operação
ETA Nova Esperança em operação
Especificações

Ficha técnica

Os itens marcados como a definir dependem do projeto de cada estação e são fechados no levantamento técnico.

ControladorESP32 com rádio LoRa integrado (Heltec WiFi LoRa), um por ponto de medição
Enlace entre os nósLoRa 868 MHz, potência de transmissão de 20 dBm
Interface das sondasModbus RTU sobre RS-485 (9600, 19200 e 38400 bps, conforme a sonda)
Grandezas medidasTurbidez da água bruta e do decantador, pH, cloro residual e vazão
Ciclo de medição5 minutos por nó, com filtro de outliers por IQR sobre leituras repetidas
ModeloRede neural tanh de uma ou duas camadas ocultas, treinada por estação e embarcada no concentrador
Saída de controleFrequência para inversor, aplicada pela saída analógica do nó do inversor
Operação sem redeRegistro local em microSD, com reenvio automático da fila ao restabelecer a conexão
IntegraçãoAPI do supervisório autenticada por token, planilhas e alertas por mensageria
Operação localDisplay no nó e teclado matricial no concentrador para ajuste percentual da dosagem
FornecimentoBomba de recirculação, kit de dosagem e kit de tubos e conexões hidráulicas
Alimentação e infraestruturaa definir no levantamento
Fale com a gente

Vamos ver isso na sua estação.

Conte qual é a sua água e o seu processo. Retornamos com o levantamento técnico e uma demonstração do supervisório com dados da sua realidade.

+55 (44) 3354-3282 Av. Mario Clapier Urbinati, 292 — Lj 01, Zona 07, Maringá/PR, 87020-260
Demonstração sem compromisso Demonstração