Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ifg.edu.br/handle/prefix/2553
Tipo: Dissertação
Título: Modelo computacional preditivo de regressão supervisionado guiado por séries temporais para otimização da cloração e fluoretação em estação de tratamento de água
Título(s) alternativo(s): Supervised regression predictive computer model guided by time series for optimizing chlorination and fluoridation in a water treatment plant
Autor(es): Sato, Diego Takashi
Primeiro Orientador: Calixto, Wesley Pacheco
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Castro Junior, Antônio Pires de
metadata.dc.contributor.referee1: Calixto, Wesley Pacheco
metadata.dc.contributor.referee2: Castro Junior, Antônio Pires de
metadata.dc.contributor.referee3: Coimbra, Antônio Paulo Mendes Breda Dias
metadata.dc.contributor.referee4: Oliveira, Sérgio Botelho de
metadata.dc.contributor.referee5: Reis, Márcio Rodrigues da Cunha
Resumo: Este estudo propõe um modelo preditivo para otimizar os processos de cloração e fluoretação em estações de tratamento de água utilizando algoritmos de aprendizado de máquina, como Redes Neurais Artificiais Multicamadas, Floresta Randômica e XGBoost. Os dados analisados, obtidos de uma estação com captação superficial, passam por técnicas de pré-processamento e otimização de hiperparâmetros para assegurar previsões precisas. Os resultados indicam melhorias significativas nas métricas de desempenho após o processo de otimização, com redução de erros e aumento da capacidade de generalização dos modelos. Os modelos otimizados apresentam RMSE ≈ 0,40 para a dosagem de cloro, com coeficiente de determinação R² ≈ 0,90, e RMSE ≈ 0,15 e R² ≈ 0,95 para fluoretação. Os achados indicam que a integração de inteligência artificial em operações de tratamento de água potável proporciona monitoramento eficiente e automatizado, além de garantir a conformidade com os padrões regulatórios de potabilidade. Estes resultados reforçam o potencial da abordagem em contribuir para a sustentabilidade do setor, ao reduzir o uso de insumos químicos e promover operações mais precisas e seguras.
Abstract: This study proposes a predictive model to optimize chlorination and fluoridation processes in water treatment plants by applying machine learning algorithms such as multilayer artificial neural networks, random forests, and XGBoost. The data analyzed, obtained from a plant with surface water intake, undergo pre-processing techniques and hyperparameter optimization to ensure accurate predictions. The findings indicate significant performance improvements after the optimization process, with reduced errors and improved generalization capacity of the models. The optimized models present RMSE ≈ 0.40 for chlorine dosage, with a coefficient of determination R² ≈ 0.90, and RMSE ≈ 0.15 and R² ≈ 0.95 for fluoridation. These observations suggest that the integration of artificial intelligence in drink water treatment operations allows efficient and automated monitoring while ensuring compliance with regulatory drinking water standards. The results highlight the potential of the approach to contribute to the sustainability of the sector by reducing chemical inputs and promoting more precise and safer operations.
Palavras-chave: Modelagem de sistemas
System modeling
Tratamento de água
Water treatment
Inteligência artificial
Artificial intelligence
Otimização de processos
Optimization process
Sustentabilidade
Sustainability
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Goiânia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Gestão e Sustentabilidade
Citação: SATO, Diego Takashi. Modelo computacional preditivo de regressão supervisionado guiado por séries temporais para otimização da cloração e fluoretação em estação de tratamento de água. 2025. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia, Gestão e Sustentabilidade) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Goiânia, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/2553
Data do documento: 17-Fev-2025
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Tecnologia, Gestão e Sustentabilidade

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Dissertacao_Diego Takashi Sato.pdfDissertação_Diego Takashi Sato2,51 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.