Sistema monitora comportamento de reservatórios de água

Por Shirley Marciano

Equipe de pesquisadores da Divisão de Sensoriamento Remoto do INPE desenvolve um sistema para a coleta automática de dados ambientais e o monitoramento em tempo real de corpos de água, tais como reservatórios e grande lagos.

O sistema, denominado Sistema Integrado de Monitoramento Ambiental - SIMA, consiste de uma plataforma flutuante ancorada, na qual são instalados sensores meteorológicos e de qualidade da água, que através de um sistema eletrônico realiza o controle, o armazenamento e a transmissão via satélite (CBERS, SCD e NOAA) das informações. Os dados são coletados em intervalo de tempo pré-programado e por meio de um site na internet, vinculado ao projeto, usuários cadastrados podem acessar os dados poucas horas após a coleta.

Essas informações são importantes para uma maior eficácia no gerenciamento e controle ambiental dos recursos hídricos. Entre as várias aplicações do SIMA, pode-se destacar o apoio aos estudos de emissão do gás dióxido de carbono (CO2) na atmosfera proveniente de grandes lagos e reservatórios. “O SIMA serve para ajudar no estudo das variações de emissão do CO2, gás de efeito estufa, pois para isso é necessário entender o funcionamento dos reservatórios”, afirma Dr. José Luiz Stech, doutor em Oceanografia e coordenador do projeto.

Os sistemas aquáticos são muito dinâmicos, ou seja, podem sofrer mudanças significativas em questão de horas e, por isso, é necessário que exista um monitoramento com o máximo de frequência de coleta e transmissão de dados. Por exemplo, uma frente fria passando sobre um reservatório pode mudar completamente a temperatura da água e promover o revolvimento de sedimentos de fundo, podendo causar impactos biológicos e químicos, além de afetar a qualidade da água. Para o Dr. Stech, uma das grandes vantagens do SIMA é a transmissão de dados via satélite, pois sem esse importante recurso, a logística para amostrar adequadamente os sistemas aquáticos em estudo seria muito complexa e cara.

Ele explica também que o SIMA coleta algumas variáveis ambientais a partir de sensores colocados acima da linha d´água (temperatura do ar, pressão atmosférica, direção e intensidade de ventos, radiação solar incidente e refletida) e abaixo da linha d´água (amônia, nitrato, clorofila, condutividade, direção e intensidade da corrente, oxigênio dissolvido, pH e temperatura em diferentes profundidades).

O SIMA é formado por uma plataforma, que em alguns modelos pode ser uma boia ou uma estrutura flutuante maior. Numa torre instalada no centro da plataforma são afixados os painéis solares para carregar baterias, sensores meteorológicos e antena para transmissão dos dados. No vão central, um compartimento abriga a eletrônica do sistema, baterias e transmissor de satélite.

Os sensores submersos são conectados à eletrônica por cabos. O seu desenvolvimento foi uma parceria inicial entre o INPE e a Universidade do Vale do Paraíba. A partir de 1995, o projeto foi transferido para a empresa Neuron Engenharia Ltda, que através de uma parceria com a Diretoria de Hidrografia e Navegação - DHN, a Neuron construiu o primeiro protótipo do SIMA, que ficou fundeado em águas do litoral do Rio de Janeiro durante um ano, e os dados coletados foram disponibilizados pelo Programa Nacional de Boia. Neste período foram comparados com dados em locais e situações reais, o que confirmou o bom desempenho do sistema.

Reservatórios já monitorados pelo SIMA: 
Serra da Mesa (GO), Manso (MT), Corumbá (GO), Itumbiara (GO), Estreito (SP), Furnas (MG), Funil (RJ), Curuaí (PA), Reserva de Mamirauá (AM),
Serão em breve fundeados novos SIMAs nos reservatórios de:
Segredo (PR/SC), Balbina (AM), Ibitinga (SP) (mais dois)
No dia 1° de novembro de 2012 foi instalado um SIMA na baía Deception no continente Antártico.

Como funciona: 
Coleta e transmissão dos dados: circuitos analógicos e digitais controlam o conjunto de sensores, as variáveis de engenharia e a ativação do transmissor de satélite;

Amostragem: a cada dez minutos ou a cada hora cheia, com armazenamento em memória interna. Um novo conjunto completo de dados coletados em cada hora cheia um é armazenado em um buffer de memória. Após enchimento dos oito buffers, o conjunto mais antigo é descartado;
Esquema de transmissão: a cada 90 segundos um dos oito buffers é transmitido em esquema de carrossel. A transmissão é executada independente de existir, ou não, satélite para receber os dados; com o tempo de passagem (cerca de 10 minutos), e com a disponibilidade de vários satélites, a probabilidade de recepção é bastante alta.

Recepção dos dados: as unidades do INPE de Cuiabá - MT e Alcântara – RN e Cachoeira Paulista - SP recebem os dados dos satélites e em seguida os transmitem para a unidade de Natal - RN, onde os dados são processados para remoção de erros na transmissão e para posterior envio para a DSR (Divisão de Sensoriamento Remoto) do INPE de São José dos Campos - SP, onde os dados são decodificados, processados e armazenados;

Distribuição dos dados: é realizada em um portal especialmente desenvolvido para essa aplicação, que é usado para a consulta e visualização dos dados armazenados;
Armazenamento interno: alguns SIMAs possuem a capacidade de armazenar as coletas para posterior download, ou seja, estes dados não são transmitidos por satélite. Neste caso, as coletas são realizadas a cada 10 minutos.

(Para SindCT,19)