Automação em Pluviômetro Tipo Báscula com Resposta em Tempo Real, para Monitoramento Geotécnico em Encostas

Gilmar Gonçalves de Brito; Roberto Quental Coutinho; Gabriel Vanderlei de Oliveira; João Paulo  Da Silva Vasconcelos; Pedro Pereira

doi:10.26848/rbgf.v19.01.p153-170

Autores

Gilmar Gonçalves de Brito Instituto Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0003-1288-7318
Roberto Quental Coutinho Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0003-0471-3908
Gabriel Vanderlei de Oliveira Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0009-0008-6247-0979
João Paulo Da Silva Vasconcelos Instituto Federal de Pernambuco https://orcid.org/0009-0000-8861-2287
Pedro Pereira Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-5352-2422

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v19.01.p153-170

Palavras-chave:

Pluviômetro, Sensoriamento, Estabilidade de Encostas, Tecnologia

Resumo

O pluviômetro é um dispositivo usado para medir a quantidade de chuva num local específico. Este trabalho tem como objetivo aprimorar um pluviômetro do tipo báscula para ser aplicado no auxílio dos processos de monitoramento geotécnico em encostas, disponibilizando informações em tempo real, com processamento e armazenamento de dados em nuvem. Tais informações estão acessíveis através de terminais de computadores e dispositivos móveis. A automatização ocorre por meio de: a) Modificações eletromecânica um pluviômetros tipo báscula modelo PL-01; b) Desenvolvimento de interface digital utilizando software de código aberto (ThingsBoard); c) por módulos de prototipação de sistemas embarcados, (microcontrolador (ESP32) módulo de comunicação GSM/GPRS), integrando o sistema ao contexto da indústria 4.0; d) usando dados geotécnicos da encosta monitorada associados aos dados das chuvas instantânea e acumulada; e) determinação de limites, que acionam sistema de alertas, direcionadas aos processos de tomadas de decisão. A automação alcançou seu objetivo, o sistema de software proporcionou atuação e alertas, correlacionou os dados das características geotécnicas da área monitorada, com a intensidade de chuvas instantânea e chuva acumulada no tempo, (1h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h e 240h). Portanto com as chuvas, o sistema registra as características destas em tela. Com estes dados tornou se possível os disparos de alertas de risco, (baixo, moderado e alto). Nesta situação, quando os alarmes são disparados, é enviada mensagem por SMS (Short Message Service) às pessoas previamente cadastradas, demonstrando a sua importância e eficiência na proposta; o sistema está instalado em três encostas da RMR.

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Biografia do Autor

Gilmar Gonçalves de Brito, Instituto Federal de Pernambuco

Doutor em Egenharia Civil modalidade Geotécnica - Universidade Federal de Pernambuco-UFPE (2023), Mestre em Desenvolvimento de Processos Ambientais - Universidade Católica de Pernambuco- UNICAP (2013), MBA em Saúde - Business School Mauricio de Nassau (2011), Gestor Hospitalar - Associação Educacional Boa Viagem-FBV (2009), e. Administrativo, professor e pesquisador do Instituto Federal de Pernambuco, com experiência em: Educação, na área de eletroeletrônica, Gás de Brown, Sistema de Aquisição de Sinais, Strain-Gage, e Sensoriamento Remoto.

Roberto Quental Coutinho, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco (1973), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro(1976), doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1986) e pós-doutorado pela University of California at Berkeley - Geotechnical Engineering Group (Prof. James K. Mitchell) nos Estados Unidos (set/1990 a out/1992). Atualmente é professor Titular da Universidade Federal de Pernambuco. Atuou na administração central da UFPE como Diretor da Pós-Graduação na PROPESQ no período de Dez/1995 a Jan/1999; E Pro-Reitor Acadêmico da UFPE no período de Jan/1999 a Out/2003. Neste período foi Presidente do FORGRAD - Fórum de Pró-Reitores de Graduação das Universidades Brasileiras maio/2002 a Out/2003. Tem coordenado e Atuado (desde 1978) em diversos projetos de pesquisas Financiados por CNPq, FACEPE, PRONEX e INTC/MCTI, Ministério das Cidades e Ministério da Integração, etc. Recebeu diversos prêmios na área geotécnica: Prêmios José Machado, Icarahy da Silveira e Dirceu de Alencar Velloso e o Prêmio Terzaghi 2010/2011, conferidos pela ABMS - Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Proferiu a Palestra Nacional da ABMS 2010 e a 1ª Conferência Jaime Gusmão 2011, 1a Palestra Itinerante Pelópidas da Silveira ABMS-NRNE 2018 e 2019 (Recife - PE, Natal - RN, João Pessoa - PB e Maceió ? AL),Profissional Homenageado nos 100 anos do Clube de Engenharia de Pernambuco em 2019, O Profissional Homenageado no GEONE2019. Atualmente presidente da ABMS-Nacional no Biênio 2023-2024. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Engenharia Geotécnica, atuando principalmente nas seguintes linhas de pesquisas-profissional: 1- Estabilidade de encostas, comportamento de solos / rochas associados e Obras de Estabilização (Comportamento geotécnico de solos e rochas associadas (solos saturados e não saturados, Estabilidade e erosão de encostas, Obras de Estabilização / Contenção de encostas.) 2 ? Estudos Geotécnicos de Solos de Planície e Aplicações a Projetos de Aterros e Fundações (Estudos geotécnicos de solos de planície (laboratório e campo, Aplicações a projetos: Aterros, Fundações sobre solos moles, Instrumentação.) 3 ? Fundações em materiais (solos e rochas) saturados e não saturados, incluindo solos colapsíveis e expansivo e maciços rochosos (Estudo do comportamento geotécnico de solos e rochas associados (laboratório e campo), Previsão de comportamento de fundações superficiais e profundas (esforços verticais e horizontais). Instrumentação.) 4 - Análise e Gestão de Risco de Erosão e Escorregamento (Erosão e movimentos de massa em encostas ocupadas, Gestão de Risco e Redução de Desastres Naturais e Induzidos). 5 - Cartografia Geotécnica de Aptidão à Urbanização (Elaboração de cartas geotécnicas de aptidão à urbanização (nas escalas de planejamento e de projeto), Aplicação no Planejamento Urbano e Projetos de Engenharia Civil.)

Gabriel Vanderlei de Oliveira, Universidade Federal de Pernambuco

Mestrando em Ciência da Computação - Universidade Federal de Pernambuco (2024). Possui graduação em Sistemas de Informação pela Universidade Federal de Pernambuco (2023). Atualmente é programador de sistemas de informação - Agile Solutions. Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Sistemas de Informação, atuando principalmente nos seguintes temas: internet of things e low power area network

João Paulo Da Silva Vasconcelos, Instituto Federal de Pernambuco

Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Automação industrial

Pedro Pereira, Universidade Federal de Pernambuco

Engenheiro Civil com enfase em Geotecnia graduado pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2015) (UERJ). Mestre em Engenharia Geotécnica na UERJ e Doutorando pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Área de foco em engenharia geotécncia com foco em estabilidade de taludes.

Referências

Acosta, E. G. F., & Aulestia, D. O. G. (2023). Arquitectura Edge Computing utilizando Raspberry Pi para mejorar la velocidad de procesamiento de datos en un sistema domótico. Universidad Técnica de Ambato, Facultad de Ingeniería en Sistemas Electrónica e Industrial, Carrera de Tecnologías de la Información, Ambato, Ecuador.

Arthurs, P., Gillam, L., Krause, P., Wang, N., Halder, K., Mouzarkitis, A., (2022). A Taxonomy and Survey of Edge Cloud Computing for Intelligent Transportation Systems and Connected Vehicles. IEEE Transaction on Intelligent Transportation Systems, vol. 23, Accession Number:3084396. doi:10.1109/TITS.2021.3084396

Brasil. (2012). Lei nº 12.608, de 10 de abril de 2012. Institui a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil - PNPDEC; dispõe sobre o Sistema Nacional de Proteção e Defesa Civil - SINPDEC e o Conselho Nacional de Proteção e Defesa Civil - CONPDEC; autoriza a criação de sistema de informações e monitoramento de desastres. Diário Oficial, Brasília, DF, Brazil, April 11, 2012.

Brasil. (2020). Decreto nº10.593, de 2020, Sistema Nacional de Proteção e Defesa Civil - Sinpdec, artigo 2º, VII. Brasília, DF, Brazil.

Brito, G. G., Oliveira Junior, M. N. de, Coutinho, R. Q. (2023). Sistema Automatizado para Determinação de Teor de Umidade do Solo por Micro-ondas. Revista Brasileira de Geografia Física. ISSN: 1984-2295 Disponível em: HTTPs://periodicos.ufpe.br/revista/ufpe. doi: https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.5.p2450-2463

Brito, G. G. D. (2023). Sistema de monitoramento em tempo real para aplicação geotécnica em encostas – SMTRAGE. Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Recife, PE, Brazil.

Comunello, É., Fietz, C. R., Flumignan, D. L. (2022). EMBRAPA, COMUNICADO TÉCNICO 268, Estimativa das chuvas por pluviômetros manuais de baixo custo; Dourados, MS. ISSN 1679-0472. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/doc/1142066/1/COT-268-2022-CPAO.pdf. Acesso em: 05 Jan. 2022.

Damasceno, A. D. O., Cardoso, A. D. O., Escobar de Paiva, C. F. (2021). Investigação da relação chuva-deslizamentos no município de Mauá – SP para obtenção de limiares críticos deflagradores de deslizamentos. Revista Ciências & Natura, ISSN 2179-460X. vol. 43, e50; Santo André- SP, Brasil, 2021. doi: https://doi.org/10.5902/2179460X43119

da Silva, C. G. T. (2022). Análise dos projetos para a redução dos riscos de desastres ambientais efetivados pelo governo federal entre 2011 e 2015 e daqueles que estão atualmente em atividade. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 5(2), 1775–1798. https://doi.org/10.34188/bjaerv5n2-026

de Faria, J., S., R. (2023). Proposta de Sistema de Monitoramento de Árvores utilizando Sensores Inerciais dentro do Paradigma da Internet das coisas. Data Management Plan. DMPHub. https://doi.org/10.48321/D1F05W

Garbossa, L. H. P., Novaes, A. L. T., & Lapa, K. R. (2020). Automação de baixo custo como alternativa para monitoramento hidrológico. Agropecuária Catarinense, 33(3), 72-76. doi:10.52945/rac.v33i3.795

Gusmão Filho, J. A. (1995). A experiência em encostas ocupadas do Recife: integração técnica, institucional e comunitária. Revista do Instituto Geológico, volume especial, p.9-49, 1995. Disponível em: http://www.igeologico.sp.gov.br/downloads/revista_ig/v16nspa02.pdf. Acesso em 3 mai 2018.

Guidicini, G., Iwasa, O. Y. (1976). Ensaio de Correlação entre Pluviometria e Deslizamentos em Meio Tropical Úmido. São Paulo: IPT.

Hernaéz, R. C. V., Arcos Vegas, J. L., García Gonzàlez, C. (2023). Análise de la Tecnología e Innovación em empresas Industriales de Mexicali como ruta para el uso de herramientas de la indústria 4.0. Revista Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, Ibero Journal of information Systems and Technologies-RISTI, ISSN: 1646-9895, N. E61 08/2023.

Horner, W. W; Jens, S. W. (1941). Surface runoff determination from rainfall without using coefficients. Trans.Am. Soc. Agron. Eng, 107:1039-1117.

Lumb, P. (1975). Slope failures in Hong Kong. Quarterly Journal of Engineering Geology, London, vol. 8, p. 31-35.

Macedo, E. S.; Martins, P. P. D. . Análise do Banco de Dados de Mortes por Deslizamentos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA E ENGENHARIA E AMBIENTAL, 15.,, 2015, Bento Gonçalves. Anais.... São Paulo: ABGE, 2015. p. 1-7.

Mariana, P., & Clotilde, P. (2023). A Indústria 4.0 como Vantagem Competitiva no Setor Automóvel. Gestão e Desenvolvimento, vol. 31, 347-373. doi: https://doi.org/10.34632/gestaoedesenvolvimento.2023.12763

Martins, T., M, Carneiro, R., N., Mergulhão, R. C. (2023). O conceito da segurança da informação como estratégia organizacional no contexto da Indústria 4.0 . Revista Gestão e Secretariado, São Paulo, SP, Brasil, vol. 14(1), 1068-1082. doi: http://dx.doi.org/10.7769/gesec.v14i1.1571

Medeiros, S. A., Nóbrega, R. A., Diniz, R. R. S., Barreto, A. B. (2020). A técnica do percentil na determinação de períodos secos e chuvosos na cidade de Patos-PB. Anais CONIMAS – I Congresso internacional de meio ambiente e sociedade. 6(1), 51-58. Passos - Paraíba. doi: 10.36229/978-65-86127-62-1.CAP.06

Melo, C. R. (2021). Utilização de informações espaciais de alta resolução para análise de susceptibilidade de deslizamento sob situação de precipitações intensas. Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Disponível em: http://dspace.cprm.gov.br/bitstream/doc/22181/1/tese_cristiane_melo.pdf.

Mutyalaiah, P., Babu, S., Phasinam, K., Pallathadka, H., Zamani, A. S., Narayan, V., Shukl, S. K., Mohammed, H. S. (2022). Toward Development of machine Learning Franmework for Enhancing Security in Internet of Things. Hindawi, Security Communication Networks, vol. 2023. doi:10.1155/2023/9854892.

Nascimento, D. A., Oliveira, M. F. de, Souza Filho, E. A. de, Silva, J. S. da. (2020). Estudo da consistência dos dados de um pluviógrafo de báscula e um pluviômetro convencional na Amazônia Central. Brazilian Journal of Development, vol. 6(2), 6060-6071. doi:10.34117/bjdv6n2-055

Pellegrina, G. J. (2019). Banco de dados para gestão de riscos de movimentos em massa no município de Coimbra e análise da influência dos principais condicionantes atmosféricos. Cadernos de Geografia nº 40 – Coimbra. doi:10.14195/0871-1623_40_1

Pinto, C. A. D., Silva Júnior, J. D. A., Cunha, A. C. D., Silva, J. F. B. R. D., D'Oliveira, F. A. F., Sousa, L. H., ... & Ataide, W. L. D. S. (2022). Os índices de anomalia de chuva e sua relação com o El Niño oscilação sul na bacia hidrográfica do rio Tapajós. Research, Society and Development, vol. 11, n. 17, e169111738004. doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i17.38004

Santos, L. H., Silva, E. J. da, Santana, M. P. de, Lobato, E. P., Fonceca, W. S. (2022). Utilização dos protocolos ESP-NOW e MQTT para monitoramento e Interação com sistemas industriais. Sociedade Brasileira de Automação-SBA, Simpósio Brasileiro de sistemas elétricos –SBSE; Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia, Universidade Federal do Pará, Belém. doi: https://doi.org/10.20906/sbse.v2i1.3156

Serviço Geológico do Brasil - CPRM. (2018). Plano estratégico CPRM/SGB 2019-2023.

Silva, A. P. da, Barroso, E. V., Polivanov, H., (2022). Índices pluviométricos Críticos para prevenção de desastres por deslizamentos na cidade de Niteroi-RJ. Geologia, série Científica USP, Revista do Instituto de Geociências –USP.; Geo.USP, Ser. Clent, São Paulo, v22, n 3, p 47- 60, 2022. doi: https://doi.org/10.11606/issn.2316-9095.v22-191653

Silva, C. G. T. (2022). Análise dos projetos para a redução dos riscos de desastres ambientais efetivados pelo governo federal entre 2011 e 2015 e daqueles que estão atualmente em atividade. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 5(2), 1775–1798. https://doi.org/10.34188/bjaerv5n2-026

Stelio, P. A. D. S., Rodrigues, H. J. B., Souza Filho, J. D. D. C. (2022). Índice de anomalia de chuva (IAC) e sua relação com os desastres naturais no leste da Amazônia. Revista Brasileira de Geografia Física, vol. 15(5), 2544-2572. doi: 10.26848/rbgf.v15.5.p2544-2572

Tavares, C. M. G., Carvalho, P. M., Oliveira, T. A., Sanches, F., Ferreira, C. C. M. (2021). O uso do índice de anomalia de chuva (iac) em Juiz de Fora- Minas Gerais. Revista Equador, vol. 10, nº 1. doi: 10.26694/equador.v10i01.12207

Trindade, K. A. A., Sousa, I. F. de, Brandão, C. R. P., Costa, J. S. F. (2023). Estimativa dos usos finais de água do Instituto Federal de Sergipe através de sensores de fluxo e da plataforma Arduino – Campus Lagarto. Revista Brasileira de Geografia Física, 16(5), 2677-2689. ISSN 1984-2295. doi: https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.5.p2677-2689