Fenômeno

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

(Foto: José Fernando Ogura/AEN)

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.

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.

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.