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[TITULO ARTIGO]Utilização de tubulações de água e esgoto para passagem de fibra óptica em substituição à vias aéreas e subterrâneas tradicionais.

[0.Infraestrutura de Telecomunicações] Atualmente, muitas empresas de telecomunicações optam por instalar suas fibras ópticas em redes aéreas devido ao menor custo e à rapidez do processo. Em muitos países desenvolvidos, cerca de 70% a 80% das redes de telecomunicações utilizam infraestruturas aéreas para a instalação de cabos de fibra óptica, especialmente em áreas urbanas e suburbanas. No entanto, embora esse método seja tradicional, há um potencial promissor no uso de redes de água e esgoto para a passagem de fibra óptica. Essa abordagem inovadora pode oferecer novas oportunidades e soluções para os desafios enfrentados na expansão das redes de telecomunicações. (Koonen, 2018). 

[1. Contexto Histórico] O contexto de transmissão de dados através de fibras ópticas começou a se formar em 1956, quando o físico Harold Stephen Black inventou o primeiro amplificador de fibra óptica, ainda em fase experimental. A pesquisa inicial focou na compreensão dos princípios da transmissão de luz e na criação de fibras que pudessem transmitir sinais sem perdas significativas. A verdadeira revolução começou quando os cientistas e engenheiros descobriram como fabricar fibras ópticas com baixas perdas e alta eficiência. Em 1970, os pesquisadores Robert Maurer, Donald Keck e Peter Schultz da Corning Glass Works desenvolveram a primeira fibra óptica com baixa atenuação, permitindo a transmissão de sinais de longa distância com mínima perda de qualidade. Desde então, a fibra óptica tem sido adotada para uma variedade de aplicações além das telecomunicações tradicionais. (Djordjevic, Savory, Djordjevic, 2010).


[2.Cenário atual]Nos últimos anos, a implementação de fibra óptica tem se destacado como uma solução promissora para proporcionar internet de alta velocidade em diversas infraestruturas, incluindo redes de água e esgoto. Essa tecnologia não só permite a transmissão de dados em alta velocidade, mas também oferece monitoramento. Esses dados podem ser utilizados para monitorar em tempo real os processos operacionais, além de identificar precocemente sinais de falhas ou problemas iminentes. (Rajan, 2018).



[3. Objetivo]Neste artigo, apresentamos a instalação de cabo de fibra óptica dentro de um duto de rede de água e esgoto, utilizando uma Ferramenta de Implantação de Fibra Óptica (FODT) robótica de longa distância. A FODT é um dispositivo robótico semiautônomo capaz de operar em uma variedade de diâmetros de tubos, facilitando a instalação de cabos de fibra óptica dentro da infraestrutura existente. Essa abordagem não só otimiza a conectividade de internet em áreas urbanas e rurais, mas também integra o monitoramento avançado da integridade estrutural dos dutos, promovendo uma gestão mais eficiente e segura das redes de água e esgoto. Além disso, a implementação de uma ferramenta robótica pode melhorar a segurança das equipes de trabalho, ao reduzir a necessidade de intervenções humanas em ambientes potencialmente perigosos, como galerias subterrâneas e tubulações de grande porte. O objetivo é otimizar a gestão e a manutenção das redes de esgoto e água, garantindo uma infraestrutura mais confiável e resiliente para as comunidades atendidas. (Mitschke, Kraus, 2016).


[4.Tecnologias Disponíveis para Passagem de Fibra Óptica em Tubulações de Água e Esgotos] Os métodos e as ferramentas utilizadas para instalar cabos de fibra óptica em instalações de esgoto variam dependendo do diâmetro da tubulação. As tubulações são classificadas como acessíveis e inacessíveis conforme seu diâmetro.


[4.1 Tubulações Acessíveis] Para a passagem de fibra óptica, tubulações de esgoto acessíveis são aquelas existentes e em carga com diâmetro superior a 300mm. Esse parâmetro é definido para permitir a passagem do robô de inspeção e instalação dos cabos.


[4.2 Tubulações Inadequados]Tubulações de esgoto com diâmetro inferior a 300 mm são consideradas inadequado aos técnicos. Para instalar cabos de fibra nestas tubulações de diâmetro reduzido, seria necessário desenvolver uma tecnologia exclusiva para esses diâmetros.


[5.Manutenções da Infraestrutura de Saneamento com Fibra Óptica]Para garantir a eficiência e a integridade na instalação de cabos de fibra óptica em sistemas de esgoto, é altamente recomendável o uso de um robô de inspeção e um caminhão de hidrojateamento. O robô de inspeção permite uma avaliação detalhada e precisa das condições internas das tubulações, identificando possíveis obstruções e áreas de desgaste sem a necessidade de intervenções invasivas. Sua capacidade de fornecer imagens e dados em tempo real facilita a tomada de decisões rápidas e precisas, minimizando riscos e otimizando o processo de instalação. Por outro lado, o caminhão de hidrojateamento é essencial para a limpeza e manutenção das tubulações. Equipado com um potente sistema de jateamento de água, ele remove detritos e obstruções, garantindo que as tubulações estejam em condições ideais para a passagem dos cabos. Essa limpeza prévia é crucial para evitar danos aos cabos e garantir uma instalação eficiente.


[6.Benefícios da Fibra Óptica em Redes de Água e Esgoto]A fibra óptica é amplamente reconhecida por sua capacidade de oferecer velocidades de transmissão de dados muito superiores às tecnologias tradicionais, como cabos de cobre. Em um cenário onde a demanda por internet de alta velocidade está crescendo exponencialmente, a fibra óptica se torna uma solução essencial. Ao ser implementada em redes de água e esgoto, a fibra óptica pode proporcionar uma infraestrutura robusta para suportar serviços de internet de alta velocidade, essencial para residências, empresas e instalações públicas. As velocidades de transmissão oferecidas pela fibra óptica podem alcançar até gigabits por segundo (Gbps), muito superiores às oferecidas pelas tecnologias DSL ou cabo. Isso permite que múltiplos dispositivos conectados à rede utilizem a internet simultaneamente sem perda de desempenho. Embora a instalação inicial de fibra óptica em redes de água e esgoto possa ser mais cara do que a rede aérea e rede subterrânea, os custos operacionais e de manutenção a longo prazo tendem a ser mais baixos. A durabilidade e confiabilidade da fibra óptica resultam em menos necessidade de reparos e substituições frequentes. (Keiser, 2020)





[7.Desafios]A rede de água e esgoto apresenta desafios únicos que devem ser abordados para garantir uma instalação bem-sucedida e duradoura. Hoje no Brasil, grande parte das redes são de 150-200mm o que dificultaria a passagem de uma ferramenta robótica sem contar o alto custo da aquisão da ferramenta tecnologica. Fora isso temos a preocupação também que a ferramenta tem que ter a altura especifica e necessita de uma limpeza completa na linha onde irá passar o cabo. 


[8.Perspectivas Futuras]O futuro desse projeto representa um avanço significativo na infraestrutura de telecomunicações, e suas perspectivas futuras prometem ainda mais inovações e benefícios. É uma oportunidade de uso que pode ser desenvolvido no futuro  com tecnologias mais avançadas e a longo prazo pode ser utilizado em situações que não podemos lançar rede subterrânea  tradicional e aéreo. Além disso, depende da aprovação e de parcerias com empresas de saneamento que são as donas dos dutos. 


[9.Conclusão] Como observado neste estudo, é possível utilizar as tubulações em operação como meio de encaminhamento dos cabos de fibra óptica.

*REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS*

Djordjevic, I., Savory, S., & Ivan Djordjevic. (2010). Advanced Optical Communication Systems and Networks. Artech House.


Koonen, A. M. J. (2018). Fiber-Wireless Convergence in Next-Generation Communication Networks. Springer.


Rajan, G. (2018). Optical Fiber Sensors: Advanced Techniques and Applications. CRC Press.


Mitschke, F., & Kraus, J. (2016). Fiber Optics: Physics and Technology. Springer.


Keiser, G. (2020). Optical Fiber Communications. McGraw-Hill Education.