Projeto de uma rede de internet das coisas para monitoramento e alerta de emergência em áreas de risco.

Abstract

O presente trabalho apresenta uma metodologia para desenvolvimento de projetos de rede de longo alcance e baixo consumo de energia, baseado nas tecnologias de internet das coisas para aplicação em áreas de risco como: a jusante de barragens, deslizamento de encostas, alagamentos, áreas industriais, entre outras. Acidentes como os ocorridos na região serrana do Rio de Janeiro, em janeiro de 2011, e na barragem de Fundão da Samarco Mineração SA, em novembro de 2015, evidenciaram a fragilidade dos planos de emergência existentes, que em sua grande maioria não contemplam sistemas automatizados de alerta. Grandes desafios são encontrados por engenheiros durante o desenvolvimento de projetos de alerta de emergência, sendo que o sistema de comunicação sem fio é, sem dúvida, um dos grandes problemas enfrentados por estas equipes. Dessa forma, este trabalho visa estabelecer uma metodologia com as seguintes etapas: (i) definição dos requisitos do sistema; (ii) realização de estudo de possíveis tecnologias de rede de longo alcance e baixo consumo de energia compatíveis; (iii) comparação entre as tecnologias (com base nos requisitos definidos); (iv) seleção da tecnologia mais indicada; (v) simulação de propagação de RF na área de interesse; (vi) implantação do projeto piloto; e (vii) comparação dos resultados de cobertura de sinal em campo com as simulações realizadas. Para validação da metodologia, foi desenvolvido um estudo de caso na área urbana da cidade de Ouro Preto, onde um levantamento geológico realizado pelo Departamento de Engenharia Geotécnica da Universidade Federal de Ouro Preto apontou que grande parte do território possui classificação de risco de movimentação de massas com grau médio, alto ou muito alto. Além disso, a cidade está localizada em um vale a jusante da barragem do Marzagão, que possui um reservatório de 3,8 milhões de metros cúbicos de rejeito do processo de beneficiamento de bauxita. No projeto piloto, foi implantada uma rede ampla de longo alcance, (Long Range Wide Area Network – LoRaWAN), composta por duas células, de forma que toda a região de interesse fosse coberta. Os testes de campo com medição da intensidade do sinal de radiofrequência comprovaram a eficácia da rede em dez pontos definidos como prioritários. Uma análise que relaciona a intensidade do sinal, a distância dos pontos, a forma de visada e o ambiente de instalação também foi realizada, de forma a validar as características de alcance, poder de penetração e imunidade a ruído apresentada pela tecnologia LoRaWAN. Por fim, constatou-se que as tecnologias de internet das coisas têm plena capacidade de atender a aplicações voltadas ao gerenciamento de riscos, incluindo seu uso em sistemas de monitoramento e alerta de emergências.