DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA REALIZAÇÃO DE LEVANTAMENTOS BATIMÉTRICOS AUTOMATIZADOS
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(2) DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA REALIZAÇÃO DE LEVANTAMENTOS BATIMÉTRICOS AUTOMATIZADOS 1. INTRODUÇÃO Batimetria é a ciência utilizada a fim de determinar e representar graficamente o relevo do fundo de áreas submersas, tais como mares, lagos e rios. Em seguida, a representação é feita cartograficamente por meio de curvas batimétricas as quais unem pontos de profundidade semelhantes, correlacionadas com curvas topográficas que unem pontos de mesma altitude (PEREIRA, 2008). Segundo Pereira (2008), o ecobatímentro é o instrumento para realização dos levantamentos batimétricos, que emite ondas sonoras para fazer a medição de profundidades. Esse fenômeno ocorre devido ao intervalo de tempo de emissão e recepção dessas ondas, com auxílio de um relógio interno que mensura estes instantes. Existem dois modelos de ecobatímetros: mono-feixe ou multi-feixe. Na batimetria mono-feixe, utiliza-se apenas uma faixa sonora e é emitida em um determinado instante, diferente da batimetria multi-feixe que utiliza diversas faixas sonoras simultaneamente, possibilitando mapeamento abrangente de áreas em alta resolução. Utilizando a batimetria, Frazão (2016) aplicou a metodologia de cálculos geoestatísticos com a finalidade de analisar os dados obtidos do levantamento batimétrico. Para isso, fez uso de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) aliados a técnicas de sensoriamento remoto com a finalidade de resultar em imagens integradas ao SIG. Conforme Pereira (2008) aumentaram os estudos das áreas hidrográficas devido à sua contínua ocupação. Esta utilização é por meio das intervenções humanas através de construções de portos, pontes, barragens, dutos submarinos, túneis, entre outros. Porém, o limitante do levantamento batimétrico está no seu processo, o qual é extremamente oneroso. Essa restrição ocorre devido à necessidade de equipamentos específicos e de profissionais especializados a fim de elaborar ensaios geofísicos VREUH D OkPLQD G¶iJXD H UHSUHVHQWDU DV SURIXQGLGDGHV graficamente (DE SANTANA, 2011). Neste sentido, o objetivo do presente trabalho é desenvolver um protótipo automatizado e de baixo custo com a finalidade de realizar o levantamento batimétrico. Em seguida, gerar gráficos tridimensionais do relevo de áreas submersas, utilizando um sonar (Sound Navigation And Ranging) para obtenção de valores de profundidade e um sistema de localização por GPS (Global Positioning System) responsável por seu posicionamento. 2. METODOLOGIA O desenvolvimento do protótipo ocorre em seis fases. A Figura 1 apresenta a metodologia de desenvolvimento..
(3) Figura 1. Fases de desenvolvimento do protótipo. Cada uma destas etapas apresenta componentes próprios e funções específicas: Fase 1 ± Estrutura do protótipo. Fase de construção da estrutura do protótipo, promovendo a sua estabilidade sobre o reservatório de água e acoplagem dos sistemas inteligentes para processamento, deslocamento e obtenção de dados. Fase 2 ± Núcleo de processamento lógico. Nesta Fase os componentes mecânicos de velocidade e direção são controlados em conjunto com os dispositivos de leitura de profundidade e posicionamento. Fase 3 ± Sistema mecânico de deslocamento. Sistema construído para deslocar o protótipo sobre o reservatório. Fase 4 ± Adaptação Sonar e GPS. Adapta os valores de profundidade obtidos pelo sonar e o posicionamento através do GPS com o núcleo de processamento lógico. Fase 5 ± Integração de todas as fases do sistema. Integra todas as fases do protótipo, onde o núcleo de processamento lógico armazena os dados emitidos pelo Sonar e GPS e controla o sistema mecânico de deslocamento. Fase 6 ± Representação gráfica do revelo. Fase de obtenção e aplicação dos dados obtidos e armazenados pelo protótipo. 3. RESULTADOS e DISCUSSÃO A Figura 2 apresenta o estado atual de cada fase do protótipo representado por cores. As fases com fundo em verde estão finalizadas. A fase com fundo em amarelo está em desenvolvimento e as fases em vermelho ainda não iniciaram..
(4) Figura 2. Estado atual de cada fase do protótipo A Fase 1 do sistema, referente à construção do protótipo, se encontra construída, onde a estrutura do protótipo é constituída por um polímero resistente com fibra de vidro, o qual foi modelado em chapas de zinco. Como estabilizadores, construiu-se um par de tubos com o material de Policlorieteno, conhecido por PVC, para nivelar e estabilizar o protótipo em água. Hastes de alumínio com braçadeiras fixam os estabilizadores na estrutura. Posteriormente na fase 2, o núcleo de processamento lógico está desenvolvido e é composto por um microcontrolador Arduino Mega 2560, em conjunto com um módulo SD (Secure Digital Card), responsável por armazenar os dados de profundidade obtidos pelo Sonar e de posicionamento do GPS. A Fase 3 do sistema é responsável pelo deslocamento do protótipo sobre a superfície submersa, a etapa se encontra construída e possui um motor brushless inrunner com sistema de resfriamento a água, um ESC (Eletronic Speed Control) ± controlador eletrônico de velocidade - que controla a velocidade do motor.acoplado a um eixo e um propelente. Além disso, há um leme movimentador responsável pela direção do deslocamento. A Fase 4 do sistema se encontra em desenvolvimento, caracterizado pela adaptação do Sonar e GPS ao protótipo. Um GPS Module Ublox M8n está sendo utilizado para obtenção de coordenadas conhecidas de latitude e longitude. Atualmente, estão sendo realizados testes de calibração com um Sonar Fish Finder, para obter valores de profundidade. As Fases 5 e 6 do sistema ainda não se encontram em desenvolvimento, devido a não conclusão da Fase 4, a integração de todas as fases do sistema e a representação gráfica do relevo não podem ser definidas. Até o momento, teve-se apenas breve estudo teórico destas fases. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Atualmente, para realizar levantamentos batimétricos são necessários três ou mais profissionais, o que resulta em um trabalho oneroso, além de utilizar várias ferramentas que possuem elevados custos monetários. Visto isso, o presente.
(5) trabalho apresentou a criação de um protótipo para realizar levantamento batimétrico de forma autônoma. A ideia do protótipo é mensurar a profundidade de qualquer tipo de áreas submersas, podendo ser aprimorado ao longo de testes, visando facilitar ainda mais as práticas em levantamentos batimétricos. O sistema é composto por 6 fases, onde, atualmente, as fases referentes a construção da estrutura, construção do núcleo controlador e do sistema de deslocamento se encontram finalizadas. Está em desenvolvimento a fase referente à adaptação do GPS e Sonar, onde após ser concluída, a integração de todas as Fases do sistema e representação do relevo serão definidas. Como trabalhos futuros, sugerem-se como uma extensão do projeto, cálculos de volumes de áreas, alteração do mecanismo de deslocamento para analisar a eficiência energética e modelagem do relevo em áreas de rios, mares, lagos e barragens. 5. REFERÊNCIAS ARDUINO. Página Oficial [internet]. [acesso em 25 set 2017]. Disponível em: https://store.arduino.cc/usa/arduino-mega-2560-rev3. DE SANTANA, G. C.; LIMA, R. Robô Batimétrico. 79f. 2011. Monografia (Graduação em Ciência da Computação), Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Positivo, Curitiba, 2011. FRAZÃO, L. S. & AMARO, V. E. Caracterização Batimétrica e Físico-Oceanográfica do Porto de Cabedelo/PB, Brasil: Uma Análise Ambiental ao Derrame de Óleo. Revista Brasileira de Geomorfologia. v. 17, p. 125-143, 2016. PEREIRA, J. P. G., BARACHUY, J.G. de V. Ecobatimetria: Teoria e Prática. Campina Grande, Gráfica Agenda, 2008. 84p. UBLOX. Página Oficial [internet]. [acesso em 25 set 2017]. Disponível em: https://www.u-blox.com/en..
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