Alunos da Ufopa desenvolvem tecnologia de baixo custo para monitoramento ambiental

Estudantes da Universidade Federal do Oeste do Pará (Ufopa) se preparam para implantar, de forma pioneira na região do Oeste paraense, uma rede de monitoramento ambiental à distância na Floresta Nacional (Flona) do Tapajós, município de Santarém. A rede permitirá a aquisição remota, e em tempo real, de dados atmosféricos e ambientais, como temperatura, umidade relativa do ar, pressão atmosférica e luminosidade.

Funcionando de forma autônoma e alimentado através de energia solar, o protótipo desenvolvido na Ufopa é composto por microestações meteorológicas (nós sensores) que, espalhadas geograficamente, monitoram e enviam os dados para um coordenador central, que carrega essas informações automaticamente para a Internet, reunindo-as em um banco de dados. Assim, o pesquisador poderá receber os dados no próprio e-mail ou acompanhar sua atualização em uma página na Web.

Segundo o professor Júlio Tota, coordenador do projeto, a região Oeste do Pará conta com pouquíssimas estações de monitoramento de clima e ambiente. É como esclarece o seu orientando de iniciação científica, Giorgio Arlan Picanço, concluinte do Bacharelado em Geofísica da Ufopa: "Temos algumas torres meteorológicas para obtenção de dados atmosféricos, mas, até então, são utilizados aparelhos que armazenam os dados em mídia física. É necessário o deslocamento do pesquisador até o local do equipamento, o que dificulta a coleta de dados".

Diferentemente das torres já existentes na região, o sistema elaborado na Ufopa é baseado no conceito das redes de sensores sem fio – protocolo que vêm sendo amplamente utilizado para monitoramento ambiental  no mundo. Essa tecnologia facilita o monitoramento de áreas amplas e remotas, pois não requer grandes estruturas físicas de comunicação e energia, como cabos e torres.

De acordo com Júlio Tota, a dinâmica e a variabilidade do clima amazônico ainda são uma incógnita para pesquisadores de todo o mundo. Dessa forma, um projeto de baixo custo, que permita o estudo do ambiente amazônico em larga escala espacial e temporal, "pode nos ajudar a entender melhor o papel do bioma amazônico nos inúmeros processos físicos e químicos que influenciam o clima local e global, e, portanto, a qualidade de vida, o planejamento de técnicas de urbanização e o aperfeiçoamento de práticas agrícolas na região".

Monitoramento na Flona – Atualmente, a equipe tem trabalhado em parceria com a Universidade do Arizona e a Universidade do Estado de Nova Iorque na implantação da rede de monitoramento no quilômetro 67 da rodovia Santarém-Cuiabá, na Flona Tapajós. Após obter bons resultados em testes de alcance e comparação realizados no Campus da Ufopa em Santarém, a equipe pretende concluir, até julho de 2016, a instalação da rede.

Usando comunicação via rádio, a rede de sensores irá cobrir uma área total de dois quilômetros quadrados da Flona. O alcance entre os nós sensores ou entre um nó sensor e o nó coordenador – que reunirá os dados de todos os nós sensores – é de aproximadamente 100 metros, em floresta fechada. "Cada nó sensor irá também retransmitir os dados dos nós sensores mais distantes, ampliando o alcance da rede e fazendo com que a informação seja transmitida e retransmitida em múltiplos saltos, a partir de algoritmos de inteligência artificial", explica Giorgio.

A rede será, ainda, autoprogramável. Se novos nós sensores forem inseridos posteriormente, o percurso dos dados se ajustará automaticamente ao melhor caminho. A partir do nó coordenador, o carregamento de dados será feito através de internet móvel, via módulo 3G, para um banco de dados online, ou através de rádio de baixa frequência, com alcance de 40 quilômetros, para um computador conectado à internet.

"Já existem diversos equipamentos de aquisição de dados atmosféricos sem fio no mercado. O problema é que esses instrumentos custam muito caro, já que a maior parte é importada. Isso acaba inviabilizando economicamente estudos em larga escala", enfatiza Giorgio Arlan. Além das taxas de importação, os custos de produção também são altos. "Os nós sensores vendidos comercialmente costumam ser produzidos com placas acopladas. As empresas compram placas já prontas e acoplam umas nas outras, ao invés de montar uma placa que vá realizar todas as funções desejadas", detalha.

É aí que entra o grande diferencial do protótipo desenvolvido por Giorgio e seus colegas. Após identificarem os principais componentes dos nós sensores existentes no mercado, eles montaram seu próprio nó sensor, apenas com os componentes básicos: módulo de comunicação sem fio, bateria e módulo de processamento. Com isso, conseguiram um equipamento até 80% mais barato que os encontrados no mercado. "Um nó sensor vendido comercialmente chega a custar R$ 3 mil. Com os componentes básicos, o nosso custa, em média, R$ 500,00", ressalta Giorgio.

Renata Dantas – Comunicação/Ufopa