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Ciência e Tecnologia

Grupo da UFPR desenvolve sistema que monitora tempestade com raios a curta distância

Aline Fernandes França     11 de janeiro de 2021 - 8h51

Um sistema de monitoramento de tempestade com raios está em fase final de desenvolvimento pelo Grupo de Fenômenos da Eletricidade Atmosférica (FEA), da Universidade Federal do Paraná. Chamado de StormDetector Sensor, o sistema de baixo custo é capaz de informar a localização do impacto de raios a curta distância, por meio da triangulação das ondas eletromagnéticas. A rede também poderá apontar graficamente a probabilidade e ocorrência de raios na região, bem como uma estimativa do deslocamento das descargas atmosféricas, com base nos dados de raios previamente detectados.

Formado por estudantes e professores do curso de Engenharia Elétrica da UFPR, o FEA realiza o estudo há dois anos. O projeto de Iniciação Científica correlacionou os dados de raios com outras redes de monitoramento para conhecimento da eficiência e precisão dos sensores de raios. A etapa de aferição utilizou dados do Paraná, levantados por uma rede europeia de detecção de raios e cedidos pela Universidade de São Paulo (USP).

“A proposta inicial da rede StormDetector é oferecer uma alternativa ao monitoramento em tempo real para regiões onde a comunicação é um grande problema, tais como áreas rurais, estações de energia elétrica, refinarias, aeroportos, áreas turísticas e próximas de regiões montanhosas, oferecendo características de desempenho similares aos das atuais redes de monitoramento”, explica o coordenador do grupo, professor Armando Heilmann.

O projeto está em fase de desenvolvimento da interface baseada em simulações. Para a temporada de verão 2020/2021, o grupo pretende instalar seis sensores StormDetector pela região de Curitiba e testar efetivamente como os equipamentos deverão operar em rede.

Esquema de detecção de raios pelo sistema.

Heilmann destaca que, devido à pandemia, foi necessário reinventar a forma de fazer ciência, transformando as atividades de laboratório para um formato mais doméstico, como por exemplo, o processo de desenvolvimento de antenas para a rede, idealmente testadas em laboratório. “A pandemia nos forçou a criar uma versão caseira desses equipamentos para conseguir ao menos fazer os testes preliminares das antenas. Deu certo”.

O StormDetector Sensor poderá somar-se aos atuais sistemas de monitoramento de raios, como uma alternativa para tempestades com raios mais localizadas. “Nada impede que a rede se estenda por todo o estado do Paraná, vindo a cobrir uma área muito maior. O principal diferencial do StormDetector é, além do desempenho similar às reconhecidas redes de monitoramento, a facilidade de compreensão das informações mostradas, possibilitando a tomada de ações efetivas e rápidas de acordo com o desenvolvimento da tempestade e das descargas atmosféricas”, completa o docente. Uma das utilidades apontadas é voltada para o gerenciamento de risco de pessoas em locais abertos, como o litoral paranaense durante a temporada de verão.

O estudante Augusto Mathias Adams, integrante do projeto, destaca que o desenvolvimento de uma rede de detecção de raios para curtas distâncias proporciona oportunidades únicas de aprendizado. “Nossa pesquisa se estende para aplicação na sociedade. Isso é gratificante do ponto de vista social e científico. Podemos ver a aplicação em um contexto que também pode auxiliar os órgãos que gerenciam os riscos de raios sobre determinados locais do estado”.

Como funciona a rede StormDetector

O sistema de detecção de raios a curtas distâncias consiste em um ambiente gráfico, que recebe os dados de detecção dos raios e os transforma em informações gráficas, como um mapa que contém pontos em que os raios estão ocorrendo. A tabela caracteriza o nível de alerta de raios, representando a probabilidade de deslocamento e ocorrência dos raios sobre a região monitorada.

Simulação de funcionamento do StormDetector, indicando área (em círculo) com maior probabilidade de raios.

Trata-se de um sistema composto de antenas de detecção de raios, que ligados em rede, enviam informações de detecção dos raios para a nuvem. Dali, um algoritmo processa e interpreta as informações como dados de localização, nível de alerta de raios e probabilidade de ocorrência local de descargas atmosféricas.

Líder em raios

O Brasil é o país campeão mundial em incidência de raios, com cerca de 77,8 milhões de raios por ano, segundo dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Entre os motivos está o fato de ser o maior país da zona tropical do planeta, onde o clima é quente e favorável à formação de tempestades e raios.

De acordo com o professor Heilmann, os estudos apontam que a temporada de verão 2020/2021 será mais quente e, portanto, espera-se que haja mais tempestades com raios.

Imagem de destaque: Ron Rev Fenomeno por Pixabay


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