Agência FAPESP – O pesquisador alemão Torsten Braun está contribuindo para aprimorar o sistema de comunicação de sensores meteorológicos em outros países por meio de suas pesquisas com tecnologias de redes sem fio. Um deles é a Suíça. Outro é o Brasil.
No fim de 2009, Braun e seu grupo no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação na Universidade de Berna concluíram um projeto de interconexão por rede sem fio de um conjunto de sensores utilizados pelo serviço meteorológico suíço para fazer as previsões de tempo no país.
Um ano depois, por meio de uma visita ao Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), do campus de São Carlos, o cientista auxiliou a otimizar o funcionamento de um protótipo dedetector de enchentes desenvolvido pelo professor Jó Ueyama, do ICMC. A visita teve apoio da FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Pesquisador Visitante.
Resultado de um projeto de pesquisa também com apoio da FAPESP, o equipamento é capaz de detectar a possibilidade de enchentes em várzeas de rios por meio de um sensor de pressão, que fica submerso na água e é conectado por um cabo a um pequeno computador, instalado nas margens do rio.
Nos primeiros sinais captados pelo sensor de pressão de que o nível do leito de um rio subiu acima do limite, o computador envia por radiofrequência, por meio de uma tecnologia de rede sem fio, um aviso para uma estação base – um computador com acesso à internet –, localizada nas proximidades do rio.
Por sua vez, a estação base dispara um alerta para a população que mora no entorno, via SMS, e para os sistemas de navegação GPS, de modo a informar que determinadas regiões podem estar alagadas.
Apesar dessas inovações, o equipamento não dispunha de um mecanismo que indicasse a ocorrência de chuvas, quando deve entrar em operação, ou de estiagem – quando pode permanecer desligado para economizar sua bateria, que é carregada por energia captada por painéis solares.
A solução apresentada por Braun para o problema foi utilizar um componente das próprias redes sem fio, como a que o detector de enchentes opera. Denominado receiving power, o dispositivo informa o nível de sinal transmitido por uma rede sem fio, que é medido em decibéis, e é indicado por pequenas barrinhas em equipamentos eletrônicos, como um computador do tipo notebook.
"Durante as chuvas, as barrinhas costumam ficar muito baixas, porque as chuvas interferem no nível de sinal das redes sem fios. Em função disso, podem ser utilizadas no detector de enchente para indicar quando o equipamento tem que entrar em operação ou pode ficar desligado. Essa foi a contribuição chave que o professor Braun nos deu durante a visita dele ao Brasil", disse Ueyama à Agência FAPESP.
Aprimoramentos
A primeira versão do detector de enchentes desenvolvida por Ueyama foi apresentada no início de 2010 e serviu de modelo para o Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) do Estado de São Paulo aprimorar um protótipo similar que havia criado, incluindo o sistema de notificação de alerta de enchentes à população via SMS.
Desde então, o protótipo passou por alguns outros aprimoramentos, além do indicador de chuva. Segundo Ueyama, o protótipo anterior não tinha boa capacidade de transmissão de dados porque foi baseado em um dispositivo desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Lancaster, na Inglaterra, para monitorar enchentes nos rios britânicos, que são menores do que os de São Paulo.
Em função disso, o dispositivo tinha capacidade de transmitir sinais de cheia de um rio para uma estação base localizada a, no máximo, 150 metros, o que exigiria a instalação de diversas estações base ao longo de um rio.
Por meio de alguns ajustes no projeto, os pesquisadores conseguiram ampliar a capacidade de transmissão do detector para 3 quilômetros. E, utilizando chips repetidores de sinal, conseguiram fazer com que operem em rede sem fio transmitindo todos os dados para uma única estação base.
"No rio Tietê, em São Paulo, podemos colocar um detector em cada ponte de modo que a cada transmissão ele consigam alcançar uma estação base localizada em um determinado ponto com acesso à internet, como um posto de gasolina, que enviaria o alerta por SMS", explicou.
O novo dispositivo será testado nas próximas semanas no córrego Tijuco Preto, que margeia o campus da USP, em São Carlos. Além de enchentes, está sendo aprimorado para detectar outros fenômenos como poluição ou deslizamentos de terra.
"Gostei muito da abordagem desse detector de enchentes desenvolvido pelos pesquisadores brasileiros porque é um sistema baseado em componentes muito simples e baratos e que podem ser implementados em grande escala para minimizar problemas que afetam a população brasileira", disse Braun à Agência FAPESP.
"O sistema de comunicação de dados de sensores representa atualmente um dos maiores desafios para ser resolvido e o grupo do professor Ueyama está encontrando boas soluções para isso", disse.
No início de 2011, Braun começou a participar de outro projeto relacionado à aplicação de redes sem fio para aprimorar o funcionamento de sensores meteorológicos na Suíça.
O projeto visa a possibilitar melhorar o acesso remoto dos meteorologistas aos dados gravados nos sensores meteorológicos localizados nos Alpes Suíços, onde a cobertura de rede celular é limitada.
