63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia

Sistema Ciberfísico para Monitoramento de Ecossistemas Florestais

Carolina Cardoso de Azevedo 1 Otavio Andre Chase 2 José Felipe de Almeida 3

1. Engenharia Ambiental - Instituto Ciberespacial - UFRA 2. Prof. Msc. - Instituto Ciberespacial - UFRA 3. Prof. Dr./ Orientador - Instituto Ciberespacial - UFRA

INTRODUÇÃO:

Este trabalho apresenta o resumo da descrição de um sistema de aquisição remota de dados de variáveis ambientais. Este tipo de sistema é baseado em Ciberfísica por conter conhecimento do comportamento físico de um ambiente e realizar análise especialista. A principal funcionalidade do sistema é a aquisição e tratamento de dados dos sensores de temperatura, umidade, quantidade de precipitação (pluviômetro), poluição do ar e ponto de orvalho. O conhecimento e a detecção de padrões entre estas variáveis podem ser pensados para aplicabilidades, por exemplo, na prevenção de acidentes ambientais, aumento da produtividade do campo e, ainda no estudo da qualidade do ar em florestas ou áreas desmatadas. O sistema tem a função de analisar comportamentos em uma área de floresta através de um agente inteligente de software. Este desenvolvimento tem sua utilização em áreas de floresta protegidas ou de manejo florestal especificamente na Amazônia.

METODOLOGIA:

Este sistema é composto por um módulo de aquisição remota de dados de sensores e algoritmos de monitoramento com conhecimento especialista. Em sua forma mais básica, o layout da estrutura se constitui dois sensores: o LM35, com faixa de temperatura entre -55°C e 150°C, internamente; o sensor SHT75, para medidas de temperatura e umidade relativa do ar, com saída digital do tipo 2-wire e faixas dinâmicas entre -40°C a 125°C e de 0 a 100%, respectivamente. Além disto, o sistema comporta a inserção de outras tomadas de valores de variáveis, tais como, salinidade de solo, PH, oximetria, diodo laser no monitoramento da emissão de poluentes, entre outros. Os dados da aquisição são microcontrolados com o uso do microcontrolador PIC18F252. Da mesma forma, este dispositivo também permite a conversão A/D na aquisição de dados. A partir daí, o valor analógico convertido para digital é recebido por um software de controle de acordo com decisões lógicas, baseadas em comparações ou em funções matemáticas. Estes resultados são, portanto, expostos graficamente baseados em análise multiparamétrica.

RESULTADOS:

Para o monitoramento de um ambiente de ecossistema florestal, usou-se o sistema de aquisição descrito neste trabalho. As informações climáticas obtidas apontam que a temperatura do ar, diária ou mensal, é inferior àquela obtida fora deste domínio. As maiores diferenças, entre estes dois ambientes, ocorrem durante os períodos mais quentes e as máximas temperaturas são mais afetadas do que as mínimas. Na Amazônia, as florestas são mais úmidas mesmo que a temperatura do ponto de orvalho e a pressão do vapor de água sejam aproximadamente iguais às de áreas desmatadas, em sua proximidade. Com o uso e análise destas informações é possível identificar comportamentos climáticos com possíveis alterações. Um exemplo disto ocorre quando se detecta altas temperaturas e baixa umidade na região de um determinado ecossistema de floresta, pois indica riscos de incêndio. A vantagem de se detectar estes comportamentos antecipadamente é que assim se pode prevenir e evitar possíveis acidentes ou crimes ambientais.

CONCLUSÃO:

Esta pesquisa trata de um sistema de Ciberfísico para aquisição de dados de variáveis ambientais por software e hardware cuja finalidade é a de aquisição de dados ambientais. Para isto um protótipo foi construído e os resultados apresentados mostraram significativa correlação com o comportamento climático desta região considerando seus aspectos mais conhecidos. Entre os objetivos deste tipo de estudo está o de entender a dinâmica climática do ambiente amazônico e suas atuais mudanças, além de servir como instrumento de monitoramento de ecossistemas florestais.

Palavras-chave: Monitoramento Ambiental, Sensores, Variáveis Ambientais.