Desenvolvimento e validação de sistemas de monitoramento de baixo custo de temperatura e umidade relativa do ar
Resumo
Na perspectiva de otimizar o planejamento, manejo e gestão dos recursos hídricos no contexto nacional os sistemas de monitoramento hidrometeorológico tem passado pelo processo de inovação tecnológica. O aumento do potencial de monitoramento pela diminuição dos custos e a melhora na qualidade dos dados monitorados motivam esse campo de pesquisa. Partindo-se da relevância das variáveis de temperatura e umidade relativa do ar dentre as variáveis monitoradas, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de três sistemas de hardware e software baseados em uma plataforma livre, que meçam essas grandezas com precisão a partir de três sensores de baixo custo, RHT01, RHT02 e RHT03, disponíveis no mercado a partir do ano de 2005. Estes sensores fazem parte do avanço das linhas de sensores, recém-criadas, de polímeros e óxidos semicondutores. A base tecnológica de cada sistema foi o microcontrolador arduino rev. 3 , o qual gerenciou um circuito eletrônico capaz de coletar e armazenar dados das variáveis hidrometeorológicas, em um dispositivo de memória flash ( sd card ). Em seguida, com o objetivo de verificar a confiabilidade quanto ao funcionamento, cada sistema foi submetido a três testes de coleta de dados, em três locais diferentes operando em simultâneo com sistemas convencionais utilizados pelo Laboratório de Micrometeorologia da UFSM (LMMET/UFSM). Os locais dos testes estão situados no município de Santa Maria, no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As condições de microclima entre os testes eram diferentes em virtude do local. O primeiro teste foi realizado no terraço das instalações do INPE-UFSM, o segundo teste no laboratório de micrometeorologia da UFSM e o terceiro em uma área rural do campus central da UFSM, caracterizada pelo bioma pampa, onde fica localizada uma torre de monitoramento da rede micro-sulfux. As coletas ocorreram durante os meses de abril a junho, correspondendo a etapa final da estação de outono e início do inverno no ano de 2015. O primeiro teste durou onze dias, o segundo treze e o terceiro onze. A discretização temporal das coletas foi de um minuto. Com os dados coletados realizou-se análise comparativa dos sistemas de baixo custo e os sistemas convencionais mediante a análise de gráficos, medidas descritivas, e de estatísticas tais como a correlação linear de Pearson, análise de variância e teste Tukey. Com valores de coeficiente de determinação (R2) superiores a 0,90 em todos os testes e não havendo diferença significativa entre os sensores de baixo custo analisados e o sistemas convencional, com apenas uma única exceção, os resultados indicaram a viabilidade do uso destes sensores para geração de dados médios de temperatura e umidade relativa do ar para intervalo de tempo mínimo de geração de 1 minuto, 15 minutos, 30 minutos e 1 hora. Os resultados também indicaram a possibilidade de pesquisas quantitativas posteriores sobre a influência do abrigo dos sensores nos dados mensurados.