Phần Lan ứng dụng IoT quản lý nguồn nước thông minh

Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu của cuộc sống nhưng quá trình phân phối nguồn tài nguyên này tại nhiều quốc gia,ầnLanứngdụngIoTquảnlýnguồnnướcthôlich am duong hom nay đặc biệt tại những nước đang phát triển hay khô hạn, lại tốn kém và không hiệu quả càng góp phần vào tình trạng khủng hoảng nước sạch.

Nhu cầu quản lý hiệu quả nguồn nước ngày càng bức thiết

Ngay tại Phần Lan, quê hương của các giải pháp quản lý nước tiên tiến nhất thế giới, tỉ lệ nước rò rỉ trong mạng lưới phân phối cũng lên tới 18%, và con số này tại các nước có cơ sở hạ tầng cũ hơn thậm chí là 40 - 50%.

“Tình trạng thiếu nước sạch trên toàn cầu và biến đổi khí hậu sẽ khiến tình hình càng thêm tồi tệ. Việc giảm thiểu lượng nước thất thoát trong mạng lưới phân phối đồng nghĩa tài nguyên dành cho sản xuất nước sạch được giảm xuống, từ đó tiết kiệm tài nguyên nước, năng lượng và hoá học”, Topi Helle, CEO Diễn đàn nước Phần Lan cho biết.

Các tiện ích trong quản lý nước thông minh và bền vững cần được xây dựng dựa trên các giải pháp linh hoạt, tạo ra khả năng đổi mới và thích ứng với tình hình. Công nghệ kỹ thuật số có thể mang lại điều đó, nhưng yêu cầu phải được thiết kế đảm bảo không làm tăng thêm độ phức tạp cho công việc.

Trước tình hình khan hiếm nước sạch ngày càng trở nên gay gắt và nhu cầu nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước, năm 2021, Nokia cùng các công ty IT Phần Lan đã đưa ra dự án quản lý nước thông minh mới (SWIM) dựa trên ý tưởng đồng sáng tạo và tiêu chuẩn hóa để giải quyết các thách thức trong quản lý và duy trì nguồn nước sạch.

Dự án này đang trong quá trình thử nghiệm 2 năm. Việc số hóa mạng lưới cấp nước, kết hợp giữa IoT và giao thức liên lạc qua băng tần hẹp (LPWA NB) giúp việc xác định, dự báo và bảo trì hệ thống trở nên dễ dàng hơn so với trước kia. Bên cạnh đó, vận hành, giám sát bằng công nghệ số cũng đem tới các dữ liệu về chất lượng nguồn nước theo thời gian thực.

Phương pháp tiếp cận theo hướng dữ liệu trao quyền cho các tiện ích kỹ thuật số của các doanh nghiệp, đồng thời giúp khách hàng sử dụng nước đạt hiệu quả về chi phí.

Ứng dụng xoay quay nền tảng IoT

Với các công nghệ ứng dụng IoT, cảm biến nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt, có thời lượng pin dài lên tới 10 năm, giảm thiểu chi phí chung trong việc lắp đặt, xây dựng và bảo trì hệ thống quản lý nguồn nước. Từ đó, phí sử dụng nước đối với người dân tại Phần Lan cũng giảm xuống, chỉ còn 2% tổng chi phí sinh hoạt cả năm.

“Phần Lan là một trong những quốc gia dẫn đầu thế giới trong phát triển nền tảng số, trọng tâm là quản lý nước thông minh. Nền tảng này sẽ sử dụng các cảm biến để thu thập dữ liệu chất lượng cao về mạng lưới tài nguyên nước. Bên cạnh đó, còn có mục đích thúc đẩy việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong quản lý tài nguyên”, Mona Arnold, nghiên cứu viên cao cấp tại VTT, đối tác tham gia dự án SWIM cho biết.

SWIM được thiết kế không chỉ sử dụng các cảm biến hiện đại nhất, mà còn hỗ trợ bởi trí thông minh nhân tạo (AI) và máy học (machine-learning) để tăng thêm khả năng tự hiệu chỉnh, vận hành và giao tiếp giữa các cảm biến tự động.

Để đảm bảo kiểm nghiệm hiệu quả của dự án, Savonia WaterLab xây dựng mô hình mạng lưới nguồn nước quy mô lớn tại Kuopio. Tại đây, các nhà khoa học có thể thử nghiệm đánh giá bất kỳ tình huống sai sót nào liên quan đến cơ chế hoạt động, hoá học, vi sinh hay công nghệ của SWIM trong môi trường thực tế.

“Thử nghiệm hệ thống trong các môi trường thực tế cho câu trả lời ngay tức khắc về khả năng của các phương pháp, hỗ trợ việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm”, Patryk Wojtowicz, quản lý nghiên cứu tại Savonia nói.

Không phải ngẫu nhiên Phần Lan luôn nằm trong top những cường quốc về công nghệ xử lý nước từ những năm 1950. Quốc gia này cũng từng phải đối mặt tình trạng sông, hồ ô nhiễm nặng trong những năm đầu 1900 gây ra bởi công nghiệp hoá và đô thị hóa ồ ạt.

Hiện nay 99,99% lượng nước được phân phối tại Phần Lan vượt tiêu chuẩn nước dành cho sinh hoạt do WHO đề ra. Những con sông, hồ “vô vọng nhất” cũng đã được khôi phục về trạng thái tự nhiên. Người dân có thể thoải mái bơi lội hay câu cá tại hơn 187.000 hồ, với 85% trong số đó đạt tiêu chuẩn tốt hoặc hoàn hảo.

Quản lý nước thông minh đang trở thành một xu thế lớn trên thế giới, với thị trường ước tính khoảng 22 tỷ USD và mức tăng trưởng 6-18%/năm. SWIM, được phát triển bởi đất nước hàng đầu về công nghệ quản lý nguồn nước, có thể sẽ trở thành giải pháp toàn diện cho thị trường quốc tế thời gian tới.

Vinh Ngô