20/09/2004 Eco-Business Meeting
SIMA: SIstema de Monitoramento Ambiental em tempo real por satélite para sistemas
hídricos. Um exemplo de cooperação setor de pesquisa/empresa.
João A. Lorenzzetti, Ph.D.José L. Stech, Dr.
Divisão Sensoriamento Remoto - INPE e
Claudemir M. Silva, Eng. Dr.Neuron Eletrônica
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O PROBLEMA:
•Sistemas Aquáticos são muito dinâmicos: podem sofrem mudanças significativas em questão de horas;
•Complexa e cara logística necessária para amostrar adequadamente os sistemas;
•Necessidade dos dados em tempo real para tomadas de decisão
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Solução Conceitual:
Um sistema fundeado, com funcionamento autônomo, e com capacidade de coletar regularmente um conjunto mínimo de variáveis aquáticas, capaz de transmitir as informações para uma central de processamento e, imediatamente disponibilizar os dados processados para os usuários interessados.
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
INPE
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
INPE
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
INPE
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
INPE
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
INPE
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Solução Proposta:
SIMA
downlink
SATÉLITES BRASILEIROS
uplink
Usuários
Usuários
Internet
Internet
INPE
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Integração e Testes
SCD
CBERS
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Integração e Testes
CompatibilidadeEletromagnética
SCD
Momento Eletromagnético
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Massa&Inercia
Spin & Balancing
Testes Ambientais
Vibração
MQ FBM
MQ CBERS
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Massa: 115 kg
Dimensões: 1 m x 1 m
Potência: 80 W
Estabilização: rotação
Órbita: circular 750 km
Inclinaçõa: 25o( 14 órbits por dia com 8 passagens sobre o Brasil )
SCD1 lançado em Fevereiro/93
SCD2 lançado em Outubro/98
SCD-1, SCD-2
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
CBERS-1/2Massa: 1450 kgPotência: 1100 WDimensões Corpo: 1.8 x 2 x 2.2 m
Painel: 6.3 x 2.6 mÓrbita Hélio-Sincrona 98.504º inclinação Altitude 778 kmEstabilização 3 axesTT&C UHF e Banda S Carga Útil Coleta de Dados: RX : 401,635 MHz 30 kHz TX: 2267,52 MHz @EIRP 20 dBm 462,5 MHz @ EIRP 35 dBm
CCD: 0,51 to 0,73 m; 0,45 to 0,52m ; 0,52 to 0,59m ; 0,63 to 0,69m and 0,77 to 0,89m
IR-MSS: 0,50 to 1,10m ; 1,55 to 1,75m; 2,08 to 2,35m and 10,40 to 12,50m
WFI: 0,63 to 0,69m and 0,77 to 0,89 m
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
CBERS-1 Lançamento - 1999
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
SCD1,SCD2,CBERS1/2
CENTRO DE CONTROLE DE
SATÉLITES
RECDAS
ALCÂNTARA
CUIABÁSegmento Solo: Rastreio e Controle
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Distribuição de passagens sobre a estação de Cuiabá
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PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Sistema de Coleta de Dados - SCD
Principais aplicações: Monitoramento de Bacias Hidrográficas Previsão de Tempo e Clima Química Atmosférica Oceanografia
Platformas de Coleta de Dados (PTTs):Mais de 600 platformas instaladas
Satélites: SCD-1 (Operacional, 1993), SCD-2 (Operacional, 1998), CBERS-1 (Operacional, 1999-2003).CBERS-2 (Operacional, 2003)
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BRAZILIAN SATELLITE PROGRAM
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BRAZILIAN SATELLITE PROGRAM
REDE DE PCDs - Dez/2002 - Sistem a SCD
hidrológica
m eteorológica
qualidade d 'água
quím ica da atm osfera
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SIMA- SIstema de Monitoramento Ambiental
• SIMA foi desenvolvido como um projeto de pesquisa numa parceria entre o INPE a Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP), sendo posteriormente repassado o projeto para a empresa Neuron, que vem desde então promovendo continuos aprimoramentos e a sua fabricação.
• O SIMA tem como plataforma uma bóia toroidal de 2,3 m de diâmetro de fibra de vidro reforçado e torre de alumínio naval.
•No vão central da bóia, um compartimento estanque abriga a eletrônica do sistema, baterias e transmissor de satélite.
•Na torre são instalados os sensores meteorológicos, antena de transmissão dos dados e painéis solares; abaixo da linha d´água são instalados os sensores aquáticos.
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SIMA- INSTALAÇÃO NA BAÍA DE GUANABARA
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SIMA- COMO FUNCIONA?
• Coleta e transmissão dos dados: placas analógicas e digitais foram especialmente projetadas para amostrar o conjunto de sensores e variáveis de engenharia e ativar o transmissor de satélite.
•Amostragem: a cada hora cheia um novo conjunto completo de dados é armazenado em cada um dos oito buffers de memória. Após enchimento dos oito buffers, o conjunto mais antigo é descartado.
•Esquema de transmissão: a cada 90 s, um dos oito buffers é transmitido em esquema de carrossel.
•Recepção dos dados: pelo INPE em banda S em Cuiabá e Alcântara, sendo em seguida transmitidos para Cachoeira Paulista (SP), onde são processados e distribuídos via Net.
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento de Reservatórios e Lagos
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Pressão Atmosférica
970
972
974
976
978
980
982
984
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
Nea
r S
urf
ace
Pre
ssu
re (
nP
a)
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Temperatura do ar
20
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24
26
28
30
32
34
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
Nea
r S
urf
ace
Air
Tem
per
atu
re (
°C)
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Umidade Relativa do ar
40
50
60
70
80
90
100
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
Nea
r S
urf
ace
Rel
ativ
e H
um
idit
y (%
)
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
24
25
26
27
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29
30
31
32
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
Tem
per
atu
re a
t 2m
Dep
th (
°C)
Temperatura da água à 2 metros
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
pH
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
pH
Fac
tor
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SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Oxigênio dissolvido
4
5
6
7
8
9
10
11
19/1/04 26/1/04 2/2/04 9/2/04 16/2/04 23/2/04 1/3/04 8/3/04 15/3/04 22/3/04
Time (days)
Dis
solv
ed O
xyg
en C
on
cen
trat
ion
(m
g/L
)
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CONCLUSÕES
• Existência no mercado nacional de um sistema desenvolvido no país para a aquisição, transmissão e recepção por satélites, em tempo real, de dados horários ambientais de ambientes aquáticos;
•O sistema faz uso da série de satélites brasileiros SCD e CBERS, sem custo de transmissão para os usuários cadastrados;
•O SIMA pode ser usado em rios, lagos, represas e zona costeira, fornecendo importantes dados ambientais em tempo real para tomadas de decisão e controle ambiental.
•O SIMA pode ser encarado como uma experiência de sucesso na interação entre a comunidade de pesquisa e empresa.
•Sua compatibilidade com o sistema NOAA faz com que possa ser utilizado em qualquer local do planeta.