Alunos da Ufopa desenvolvem tecnologia de baixo custo para monitoramento ambiental

Um grupo de alunos da Ufopa se prepara para implantar, de forma pioneira na região Oeste do Pará, uma rede de monitoramento ambiental à distância na Floresta Nacional (Flona) do Tapajós, em 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 pode receber os dados no próprio e-mail ou acompanhar sua atualização em uma página na Web.

Segundo o professor Júlio Tota, coordenador do projeto que concebeu o protótipo, a região do Oeste paraense conta com pouquíssimas estações de monitoramento de clima e ambiente. É como explica o seu orientando de iniciação científica, Giorgio Arlan Picanço, concluinte do Bacharelado em Geofísica da Ufopa: “A aquisição de dados de monitoramento ambiental na região mudou muito pouco nos últimos anos. Temos algumas torres 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”.

Além de Giorgio, que atua no projeto desde 2013, outros três alunos de iniciação científica do Bacharelado em Computação da Ufopa compõem a equipe de trabalho: Helvécio Neto, Lucas Corrêa e Jucivaldo Ferreira. O projeto conta ainda com a coorientação dos professores Éfrem Lopes e Rodrigo da Silva, ambos do Instituto de Engenharia e Geociências (IEG/Ufopa), assim como Júlio Tota.

Diferentemente das torres meteorológicas 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. Além de levar os dados até o pesquisador, 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 os 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 do município de Santarém”.

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 e nos testes da rede de monitoramento no quilômetro 67 da Flona Tapajós. Após obterem bons resultados em testes de alcance e comparação realizados na Unidade Tapajós, no Campus da Ufopa em Santarém, a equipe pretende concluir, até julho de 2016, a instalação da rede. “Estamos buscando parcerias com órgãos locais e externos para a expansão do projeto e o atendimento às demandas locais, como a defesa civil e a prefeitura da cidade. O papel dos órgãos públicos é indispensável para o fortalecimento dos projetos de monitoramento urbano-ambiental, com parcerias e incentivo à educação ambiental, dando ênfase à conscientização social, e servindo como fonte de dados à tomada de decisões para o bem estar da população”, observa Tota.

Usando comunicação via rádio, a rede de sensores que será instalada na Flona irá cobrir uma área total de dois quilômetros quadrados. 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”, exemplifica Giorgio.

A rede será, ainda, autoprogramável. Assim, se novos nós sensores forem inseridos posteriormente, o percurso dos dados irá se ajustar 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 on line, ou através de rádio de baixa frequência, com alcance de até 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”, nota 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 o aluno.

Registro de Patente - O grupo de pesquisa se prepara para apresentar o trabalho na 68º Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), que será realizado no dia 27 de maio em Porto Seguro, na Bahia. Além disso, eles já vislumbram a possibilidade de registrar a patente do sistema criado. A Ufopa indicou o trabalho para participar da primeira etapa do projeto de mapeamento da gestão de propriedade intelectual, coordenado pelo Museu Emílio Goeldi através do Arranjo de Núcleos de Inovação Tecnológica Amazônia Oriental (Redenamor), e com a consultoria da empresa Wylinka.

“A patente trará maior visibilidade ao projeto. Isso vai influenciar na atratividade do produto, com a possibilidade da criação de startups e empresas juniores, que poderão receber incentivos externos e atuar com prestação de serviços e consultorias na cobertura da demanda dos inúmeros projetos de monitoramento ambiental existentes na Amazônia”, destaca Júlio Tota.

Segundo o professor, o desenvolvimento tecnológico na Ufopa é imprescindível para o avanço da região, não apenas pela questão do progresso científico, mas principalmente por se tratar de investimento em recursos humanos. “A capacitação acadêmica é o primeiro passo para a independência ideológica e tecnológica dos futuros pesquisadores formados e atuantes na região, pois a partir daí passaremos a ver a região com nossos próprios olhos, sem a limitação imposta por meios de observação generalizados”, conclui.

Renata Dantas - Comunicação/Ufopa

27/4/2016