Colmatando a lacuna das cidades inteligentes: o caminho de Bristol para a poupança energética
A Schréder 360 é uma série onde ouvimos responsáveis e gestores de projetos, utilizadores finais e os nossos próprios engenheiros sobre a génese de soluções inovadoras. Nesta edição, analisamos a transformação completa da iluminação pública em Bristol, no Reino Unido, que foi alcançada através da ligação de todos os seus ativos à plataforma Schréder EXEDRA. A iluminação otimizada já está a permitir à cidade poupar energia, tempo e dinheiro, ao mesmo tempo que cria uma base sólida para futuras aplicações inteligentes.
Um verdadeiro polo de engenharia, é o berço da Ponte Suspensa de Clifton, de Brunel, alberga uma importante unidade da Airbus e duas universidades de renome. Foi também distinguida com vários prémios ambientais, incluindo o título de primeira cidade ciclável do Reino Unido, estando continuamente a trabalhar para melhorar a qualidade de vida dos seus residentes e reduzir as emissões de carbono.
Em 2019, Bristol definiu a primeira versão do seu One City Plan. O objetivo é que, até 2050, Bristol seja uma cidade «justa, saudável e sustentável, uma cidade de esperança e ambição, onde todos possam partilhar do seu sucesso». Isso inclui trabalhar para atingir os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas e alcançar a neutralidade carbónica até 2030.
A modernização da iluminação da cidade já desempenhava um papel significativo na concretização destes objetivos. Quando recorreram à Schréder, pretendiam ir mais longe e explorar o potencial das aplicações inteligentes e conectadas. Em conjunto, desenvolvemos um sistema que permite apoiar futuras expansões — e que, no primeiro ano de funcionamento, gerou uma poupança de 1,4 milhões de libras em custos de energia.
Bristol não pretendia, nem necessitava, substituir ou modernizar todo o seu parque de iluminação pública. Com cerca de 35.000 luminárias provenientes de vários fornecedores, a sua base de ativos inclui desde lanternas de património em College Green até a um vasto conjunto de luminárias Schréder AXIA 3 distribuídas por ruas residenciais e vias de tráfego.
Ao longo dos últimos dez anos, foram instaladas cerca de 20.000 luminárias LED. Os seus objetivos eram aumentar a poupança energética, melhorar a iluminação pública para os residentes e preparar o caminho para futuras tecnologias inteligentes. Ajudámo-los a alcançar todos estes objetivos através da implementação do Schréder EXEDRA, um sistema de gestão central (CMS) aberto e adaptável.
Um CMS permite reduzir o consumo de energia e as emissões de carbono ao controlar remotamente a iluminação pública, através de nós (nodes) ligados às luminárias. Os proprietários podem gerir um portefólio de ativos e aceder a dados operacionais sem precedentes. Isto permite detetar equipamentos com falhas em tempo real e poupar energia ao otimizar os níveis de iluminação.
O que distingue a Schréder é que o CMS é apenas o ponto de partida — desde sensores até ao carregamento de veículos elétricos, tudo pode ser integrado. Bristol precisava de ligar luminárias de diferentes fornecedores, não apenas da Schréder, e procurava um parceiro de longo prazo que a acompanhasse no percurso definido no One City Plan.
Após um extenso processo de concurso que envolveu todas as partes interessadas — incluindo equipas de IT, prestadores de manutenção e especialistas ambientais — e que definiu requisitos para geração de receita e elevados padrões de cibersegurança, Bristol optou por trabalhar com a Schréder.
Há muitos benefícios deste investimento, que serão basicamente pagos através das poupanças de energia do projeto. Tudo isto foi financiado internamente pela BCC, não foi financiado pelo governo do Reino Unido ou algo do género, com base numa estratégia de investir para poupar.
Shaun Taylor
Responsável pela Manutenção de Infraestruturas Rodoviárias – Câmara Municipal de Bristol
Com um caso de negócio claro para entregar um projeto no valor de 11,9 milhões de libras no total, o investimento "ajudar-nos-ia, enquanto cidade, a compreender os nossos ativos e a recolher uma grande quantidade de informações sobre eles, o que nos ajudaria a gerir a rede de iluminação pública também no futuro", acrescenta Taylor.
Trabalhar como uma única equipa, Juntos
O primeiro passo de Bristol foi interno, com Taylor a selecionar Steve Thomas como Highway Electrical Asset Manager para supervisionar o projeto.
Queríamos desenvolver uma cidade inteligente a partir do CMS. Tínhamos requisitos específicos ao nível da implementação — torná-la mais simples — e de facilitar significativamente o trabalho dos nossos prestadores de serviço e das nossas equipas. Existiam muitos sistemas no mercado que faziam coisas bastante semelhantes, mas eram um pouco pesados e pouco intuitivos.
Steve Thomas
Gestor de Ativos Elétricos Rodoviários – Câmara Municipal de Bristol
Bristol organizou uma jornada de envolvimento com empreiteiros para avaliar a facilidade de instalação e de carregamento da informação dos ativos, bem como para identificar potenciais parcerias. Embora a Schréder EXEDRA fosse ainda recente no mercado, Bristol viu uma oportunidade de trabalhar em conjunto e adaptar a plataforma às suas necessidades. Para a Schréder, tratava-se de reconhecer os seus pontos fortes e complementá-los. Ao longo do projeto, foram também sendo descobertas novas capacidades da Schréder EXEDRA.
“Percebemos o que eles pretendiam… tinham uma boa equipa e estavam a alocar os recursos de forma adequada”, afirma Clare Thomas, Head of Applications & Solutions na Urbis Schréder. “Em vez de verem a iluminação apenas como uma questão de engenharia, compreenderam que se trata de um serviço.” A primeira fase consistiu em gerar poupanças energéticas significativas, sendo a seguinte apoiar Bristol no caminho do que decidir a seguir. Enquanto fornecedor de soluções verdadeiramente inteligentes, quaisquer que sejam os ativos, sensores ou sistemas que venham a escolher, estes poderão ser integrados no CMS: estaremos ao lado deles no percurso rumo à neutralidade carbónica.
Mesmo quando surgiram desafios devido à rapidez da implementação — ao nível do hardware, das comunicações, dos processos, do firmware ou até da identificação de problemas anteriormente desconhecidos na infraestrutura existente — o espírito de equipa manteve-se. “Foi um período exigente”, recorda Steve Thomas, de Bristol. “Mas fiquei muito satisfeito com o trabalho conjunto… e com a transparência.” Manter uma comunicação aberta e clara foi essencial para o sucesso do projeto. “Essas conversas abertas e transparentes são absolutamente fundamentais quando se trabalha num projeto desta dimensão e com este ritmo”, acrescenta.
A velocidade é essencial
Com apenas cinco semanas desde a adjudicação do concurso até à implementação inicial, as equipas tiveram de chegar rapidamente a acordo sobre o processo e as responsabilidades, bem como sobre a forma como Bristol iria medir o sucesso. Uma reunião inicial assegurou a presença de todos os intervenientes a todos os níveis - Câmara Municipal de Bristol, o empreiteiro Centregreat, a Schréder e outras partes interessadas.
A implementação efetiva foi ainda mais rápida. Com cerca de 35.000 luminárias abrangidas, a iluminação pública de Bristol teve de ser equipada com nós inteligentes para se ligar à Schréder EXEDRA. Para 80% delas, Bristol optou pela instalação de novas luminárias Schréder com montagem Zhaga. Os restantes 20% consistiam numa combinação de luminárias de outros fabricantes e luminárias LED existentes reaproveitadas, ligadas através de tomada NEMA. A diferença entre nós NEMA e Zhaga é interessante; para saber mais sobre as diferentes opções de conectividade, consulte este artigo.
“Na prática, estávamos no terreno a instalar equipamentos já na primavera; foi tudo muito rápido desde a adjudicação até à aquisição, entrega e instalação — o foco estava em garantir essas poupanças”, afirma Steve Thomas, de Bristol. “Muitas pessoas disseram-nos que não conseguiríamos cumprir esse prazo, mas acabámos por unir esforços e conseguimos distribuir e instalar o equipamento.” No verão, o sistema já estava em funcionamento.
Um dos fatores-chave foi a implementação automatizada. A ativação dos nós demora apenas um minuto: o instalador lê a etiqueta RFID do nó e associa-o ao respetivo poste no mapa, atualizando a Schréder EXEDRA. O elemento “inteligente” consistiu em automatizar o processo de comissionamento e atualizar, em tempo real, o sistema de gestão de ativos da Câmara Municipal de Bristol, permitindo que as poupanças energéticas previstas fossem alcançadas quase de imediato. Este processo de auto-comissionamento e de inventário automático poupa tempo, dinheiro e esforço ao empreiteiro, ao mesmo tempo que garante confiança na exatidão dos dados para o utilizador final e o proprietário dos ativos.
Uma vez ligadas as luminárias, os níveis de fiabilidade têm sido notáveis. Bristol refere que, de forma consistente, mais de 99% dos ativos reportam automaticamente o seu estado, com taxas de conectividade elevadas e fiáveis. O painel de controlo fala por si:
Poupança de tempo, energia e dinheiro
Após um ano de implementação, o projeto já resultou numa redução de 58% das emissões de carbono, permitindo uma poupança anual de cerca de 1,4 milhões de libras e 1.400 toneladas de CO₂ — o equivalente à plantação de aproximadamente 44.700 árvores.
O município recebeu comentários de cidadãos referindo que a iluminação melhorou, bem como alguns a indicar que está demasiado intensa — algo que pode ser ajustado através do CMS, sem necessidade de alterar a luminária LED. A Schréder EXEDRA permitiu também à Câmara Municipal de Bristol controlar a iluminação em zonas de importância ecológica, como habitats de morcegos.
Uma das principais vantagens para mim é que, graças ao sistema, sabemos de facto quando há uma falha na nossa iluminação pública antes mesmo de o público se queixar. Todas as manhãs, fazemos um relatório que nos diz onde há falhas no sistema, e podemos dizer ao nosso empreiteiro de manutenção para ir investigar essas luzes de rua antes que um membro do público as denuncie.
Shaun Taylor
Responsável pela Manutenção de Infraestruturas Rodoviárias – Centro da Cidade de Bristol
Outra vantagem é a gestão e faturação da energia, um requisito essencial de qualquer CMS, mas a Câmara Municipal de Bristol queria ir mais longe. À semelhança de um contador inteligente doméstico, mas à escala da cidade, Bristol pretendia pagar apenas pela energia efetivamente consumida. Com os nós inteligentes instalados, cada ponto de luz passa a reportar a sua atividade de meia em meia hora, incluindo o consumo energético. Bristol é a primeira autarquia do país a não pagar pela energia que não está a ser utilizada na iluminação.
"Agora, temos provas de que não estava a utilizar energia, pelo que não devíamos estar a pagar", explica Shaun Thomas. "Somos um dos poucos conselhos do país que não pagam por luzes que não estão realmente acesas."
Simplificar
O plano inicial de Bristol para a modernização da iluminação baseava-se em 70 tipos diferentes de luminárias, cada uma com múltiplos calendários para ligar e regular a intensidade. Após várias discussões, optámos por uma gama simplificada de luminárias, de forma a reduzir a necessidade de stock e minimizar o risco de instalação de luminárias no local errado.
Trabalhámos em estreita colaboração com a Bristol para colocar a complexidade no lado digital, na Schréder EXEDRA. Nós pré-carregámos os calendários como parte do processo de implementação, eles apenas tiraram uma foto do código QR no nó, e depois tudo o resto foi automatizado. Os dados são carregados nesse dia, por isso, se declararem o seu inventário, podem potencialmente beneficiar da poupança de entidades no prazo de 24 horas.
Clare Thomas
Diretor de Aplicações e Soluções - Urbis Schréder
Ao trabalhar em conjunto com Bristol e ao combinar a nossa experiência em iluminação, reduzimos a proposta inicial de ativos de iluminação para apenas dez tipos funcionais e cinco tipos decorativos, mantendo ainda três tipos de luminárias já existentes. Existem também 38 variações de calendários, incluindo para parques de estacionamento “park-and-ride”. Isto exigiu um planeamento prévio à instalação e a aplicação digital dos dados no CMS. No entanto, uma vez implementadas, as soluções podem ser adaptadas continuamente para responder às necessidades em evolução da cidade.
Aberto a sugestões
Uma das prioridades de Bristol era que o sistema precisava ser aberto e interoperável. Com uma ampla gama de lanternas, conformidade com oTALQ era um requisito básico. E com planos ambiciosos para o futuro, a cidade queria saber se poderíamos apoiar a sua futura jornada inteligente com a integração de hardware e software de terceiros.
Criámos a Schréder EXEDRA para ser modular, o que para nós significa que os ativos de iluminação e controlo existentes podem ser perfeitamente integrados com novas aquisições e com a própria Schréder EXEDRA. Já implementámos os primeiros dispositivos para gerir e monitorizar cargas elétricas ou onde um nó padrão não pode ser instalado dentro de uma lanterna; Bristol está a explorar a possibilidade de trabalhar com sensores para gestão de tráfego, que se integrarão facilmente no sistema que construímos em conjunto.
"Temos de estar abertos: assim que ligamos algo, somos transparentes e temos de abraçar essa transparência", diz Thomas da Urbis Schréder. "Este é um conceito bastante assustador, mas o que ajuda a impulsionar é uma abordagem verdadeiramente colaborativa que permite trabalhar coletivamente com o cliente como parte de uma equipa para encontrar e fornecer soluções que proporcionem o melhor valor para todos em todo o projeto'.
Exceder as expectativas, repensar o futuro
Depois de ter conseguido uma redução de 58% nas emissões de carbono, Bristol está a pensar no que fazer a seguir. A equipa de Taylor e Thomas está atualmente a testar sensores de IA que podem monitorizar os fluxos de tráfego, as condições meteorológicas e outros sistemas. Uma possibilidade poderia ser uma iluminação adaptável a determinadas vias de tráfego.
"Temos agora toda esta rede em toda a cidade que pode fornecer dados à Câmara Municipal de Bristol", diz Steve Thomas. Com um vasto potencial para benefícios adicionais, a equipa de Bristol está a pensar no que o futuro reserva.
Qualquer que seja o caminho que escolham seguir, a Schréder está pronta para apoiar a sua viagem.