ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA COM TELEMETRIA

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ

ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA COM TELEMETRIA

1. INTRODUÇÃO

As soluções para mercado de meteorologia, em âmbito nacional, são consideravelmente precárias. As que existem estão obsoletas, apresentam baixa precisão e robustez e muita das vezes, não possuem telemetria. Esse projeto apresenta um modelo e captação detalhada de dados de uma estação meteorológica com armazenamento local e transmissão remota. A internet é utilizada como base principal para acesso e disseminação das informações obtidas pois o conjunto de dados é enviado diretamente a um banco de dados de um site e dessa forma é acessada por diversos meios conectados a grande rede, como smartphones e laptops.

Uma estação meteorológica é um conjunto de instrumentos que servem para observação dos fenômenos meteorológicos que ocorrem ao nível da superfície terrestre. As leituras desses instrumentos são feitas diretamente ou através de instrumentos registradores. Essas leituras são sistemáticas, ou seja, padronizadas no tempo e ininterruptas. O projeto apresenta um display de cristal líquido onde os dados dos sensores são exibidos em tempo real que registra média a cada 30 segundos de leitura, conforme o conceito definido pelo Instituto Nacional de Meteorologia, o INMET.

A estação meteorológica é classificada de acordo com sua finalidade. Como referência a finalidade das observações, o projeto presente é uma estação Agroclimatológica, pois tem como propósito fornecer informações para estudar a influência do tempo (elementos meteorológicos) sobre culturas, além de realizar observações que determinam o crescimento e desenvolvimento das culturas. O corpo da estação, onde estão montados os sensores para leitura de dados é feito de alumínio e tem alta durabilidade no campo.  Quanto ao número de elementos observados, a estação meteorológica é de primeira classe por possuir instrumentos para medida dos seguintes elementos meteorológicos: temperatura do ar, umidade relativa do ar, pressão atmosférica, pluviometria (chuva), velocidade do vento, direção do vento, com possibilidade de caracterização detalhada das condições meteorológicas do local. Em relação ao sistema de coleta de dados, é classificada como Estação Meteorológica Automática (EMA) por possuir um sistema de armazenamento, isso faz com que a presença diária de um observador meteorológico para coleta de dados seja descartada.

A captação de alguns elementos meteorológicos se deve diretamente a exposição de instrumentos, nesse caso os sensores, e para que as diferentes estações sejam comparáveis, a exposição desses sensores são semelhantes a alguns padrões como a área onde é instalada a estação meteorológica, como haver exposição ao sol e ser cercada, também é desejável que o local seja gramado para facilitar o dreno. Os sensores estão distantes do contato direto com árvores e edifícios para que captem corretamente os dados climatológicos. A distância das margens dos rios é mantida, assim como a distância de ladeiras, penhascos e pequenos vales. A localização da estação meteorológic obedece a uma disposição que atenda a operação por períodos longos, de no mínimo dez anos e que não haja nenhuma modificação quanto a posição da instalação da mesma.

Um alternativa de baixo custo e com uma solução de forma mais avançada, utilizou-se um microcontrolador Atmel® com sistema microprogramável, sensores de precisão compatível aos valores do órgão INMET e acesso remoto. A aplicação se dá a uma estação pequena, pois o desenvolvimento de uma estação de grande porte depende de sensores de alta precisão e cálculos estatísticos complexos.

        

1 APLICAÇÃO

Em estudos de previsões climáticas são necessários dados das estações e também a presença de um meteorologista para interpretar estes valores. Os setores que mais se beneficiam com as previsões do tempo são os de defesa civil, aviação, trânsito, logística, produção têxtil e principalmente a agricultura, pois o equipamento realiza o monitoramento instantâneo do ar, do solo e da água nas plantações. Outro setor que se beneficia dos dados meteorológicos é o da mineração, dados de velocidade e direção do vento são extremamente relevantes para monitoramento de dispersão de poeira mineral, poeira inflamável ou explosiva. Já na indústria, as emissões de gases geram bastante impacto ambiental e registrar para qual sentido são dissipadas é uma exigência do órgão ambiental fiscalizador.

1 QUESTÕES NORTEADORAS

O ser humano, há diversos séculos, tem a preocupação em adquirir e armazenar informações sobre as mudanças e condições do clima. Com o avanço da tecnologia, essas informações tornaram-se mais acessíveis, se determinantes para pessoas que dependem dela para executar suas atividades. O objetivo da EMA é coletar, remotamente, dados referentes às condições climáticas através de sensores especiais, e posteriormente interpretá-los com estatísticas das condições da região onde ela se encontra instalada com facilidade de entendimento do cliente. A estação meteorológica não é capaz de comparar dados anteriores e prever valores atuais ou futuros, mas sim informar os dados de um determinado período passado, pré-selecionado pelo usuário, e gerar uma média dos anos anteriores naquele período. Os sensores a serem utilizados são relativos a  pluviometria, pressão atmosférica,  temperatura e umidade relativa do ar, velocidade e direção do vento e radiação solar, com aplicações principalmente para a aviação, trânsito, mineração e a agricultura, base deste projeto. A agroclimatologia, ou meteorologia agrícola, é o ramo que estuda as relações de causa e efeito das condições meteorológicas com a produção agrícola, portanto, é constatado a influência dessas condições à agricultura e a necessidade de ser analisado o melhor período para plantio de determinado alimento, ou melhor região para determinada matéria-prima, por exemplo. Frequentemente, as estações meteorológicas instaladas no campo são alimentadas por energia solar, e para que se obtenham as informações, há necessidade de recuso humano, pois os dados são transmitidos e armazenados num servidor de internet.  A transmissão via internet oferece uma inovação e agrega diversos benefícios como a velocidade de acesso a informação, segurança dos dados, e a praticidade da consulta remota, se acessada através de um website em qualquer lugar do mundo em qualquer dispositivo. As principais metas a serem alcançadas ao longo do projeto são a captação dos dados gerados pelos sensores relativos a condições climáticas, o armazenamento ordenado e a interpretação desses dados a fim de gerar estatísticas, as quais podem ser consultadas. Contudo, a transmissão via internet é um desafio, porque se trata de transmissão e recepção de dados através de modem, onde é necessário a implantação de um protocolo de comunicação para a codificação destes dados.