MONITORAMENTO HIDROLÓGICO 1

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1 Capítulo 3 MONITORAMENTO HIDROLÓGICO 1 Mario Tachini 3.1 INTRODUÇÃO Este capítulo descreve a evolução do sistema de monitoramento de chuvas e níveis dos rios na bacia do rio Itajaí, com ênfase à estrutura técnica utilizada neste serviço. Para realizar o monitoramento, bem como a previsão de níveis do rio, é necessário ter uma coleta de informações a respeito dos níveis de rios e água precipitada em muitos pontos de uma bacia hidrográfica. Atualmente, o CEOPS Centro de Operações do Sistema de Alerta - conta com uma rede instalada de doze estações telemétricas que coletam essas informações de modo informatizado. Ao longo do tempo, o número de estações com dados disponíveis tem variado significativamente. Ao longo do ano de 2002, por exemplo, estiveram em operação em média seis delas. O surgimento da necessidade de dispor de informações hidrológicas para uso público em períodos de ameaça de e durante enchentes, bem como as primeiras experiências de monitoramento existentes na bacia do Itajaí, foram historiados no capítulo 1. O presente capítulo visa a descrever o sistema oficial criado em decorrência da grande enchente de 1983, e que pode ser segmentado em três fases: a primeira, de 1984 a 1996, tempo de vigência do primeiro sistema de monitoramento vinculado ao governo federal; a segunda, de 1996 a 1999, período de transição caracterizado pelo sistema de emergência e a terceira, de 2000 em diante, caracterizado pela modernização e estadualização do sistema de monitoramento. 1 TACHINI, M. Monitoramento hidrológico. In: FRANK, B.; PINHEIRO A. Enchentes na bacia do Itajaí: 20 anos de experiências. Blumenau: Edifurb, 2003, p

2 3 Figura 3.2 Ato de instalação da rede de telemetria na FURB no primeiro semestre de Fonte: Sr. Pereira dos Santos o O sistema de aquisição de dados da rede telemétrica apresentava uma estrutura hierarquizada, distribuindo o processamento entre dois níveis. O primeiro nível compreendia uma Estação Central (figura 3.3), que incorporava um processador, memória, terminal de vídeo, teclado, unidade de disco flexível e interface de comunicação entre homem/máquina. O segundo nível era composto de Unidades Terminais Remotas independentes entre si (figura 3.4). Essas unidades remotas eram ligadas diretamente à estação central, através de rede telefônica, com a transferência dos dados por Modem.

3 5 Figura 3.4 Unidade Terminal Remota. Fonte: Hidrológica. Em função dos gastos com a manutenção (a rede necessitava constantemente do deslocamento de técnico à estação remota para a devida substituição), principalmente em períodos de trovoadas, que constantemente queimavam os fusíveis, e da obsolescência dos equipamentos, esta primeira rede telemétrica foi desativada pelo DNAEE em 1996 e, simultaneamente, implantada uma nova rede composta de 9 estações localizadas em Apiúna, Blumenau, Brusque, Ibirama, Ituporanga, Rio do Sul, Taió, Timbó e Vidal Ramos. Neste período, o CEOPS contava com uma rede auxiliar de rádio, para aquisição dos dados diretamente com os observadores. A comunicação era realizada diariamente com a central em Blumenau e com o distrito do DNAEE de Curitiba. Durante a situação de atenção e emergência os dados de precipitação e níveis eram repassados pelos observadores a intervalos de tempos mais curtos, de 2 em 2 horas ou de hora em hora. Este procedimento era lento, pois era preciso que os observadores fossem até a estação fluviométrica (réguas) e pluviométrica (pluviógrafo) para fazer a leitura e, posteriormente, transmitissem, via rádio, as informações para o CEOPS e para o DNAEE Curitiba. No entanto,

4 7 De fato, estes observadores já existiam, mas não cumpriam o papel que agora lhes era atribuído. Através de um trabalho educativo e de valorização profissional, eles foram integrados mais fortemente ao sistema. Paralelamente, buscava-se aprimorar a nova rede telemétrica para que pudesse atender às necessidades de previsão de cheias em tempo real. A Secretária de Estado do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente SDM (atual Secretária de Estado do Desenvolvimento Social, Urbano e Meio Ambiente - SDS) empenhouse em obter os recursos financeiros junto ao Ministério do Meio Ambiente e da Amazônia Legal - MMA, para aprimorar o novo sistema instalado pelo DNAEE. Em 13 de agosto de 1998, o Estado contratou a FURB (contrato 001/97 de prestação de serviços com a SDM, publicado no diário oficial do Estado nº de ), com os seguintes objetivos (cláusula primeira do contrato): I realizar a complementação da rede telemétrica da bacia do rio Itajaí; 2 realizar obras de infra-estrutura no CEOPS e nas estações telemétricas; 3 equipar o CEOPS com equipamentos e software apropriados para realizar o monitoramento e as previsões hidro-meteorológicas do vale do Itajaí; 4 realizar o monitoramento e as previsões hidro-meteorológicas do vale do Itajaí para apoiar e alertar as Defesas Civis e população em geral que habitam no referido Vale, principalmente em caso de ocorrência de eventos adversos. O projeto foi executado em conjunto com o Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH. Foram instaladas, em junho de 1999, mais três estações telemétricas (Barragem Oeste, Barragem de Rio Bonito e Indaial), sob a responsabilidade do CLIMERH, completando o total de doze estações telemétricas para captação dos dados pluviométricos e fluviométricos na bacia hidrográfica do rio Itajaí. Concluída esta fase de transição, o sistema ficou configurado como mostra a figura 3.5, e integra a rede telemétrica por satélite, a qual desde o início de 2002, é operada pela Agência Nacional de Águas - ANA.

5 9 (2002), a utilização de um sistema de aquisição, armazenamento e transmissão de dados exige a garantia de recursos tanto para a sua implementação quanto para sua operacionalização e manutenção. Para a transmissão dos dados é importante a decisão em relação ao sistema a ser utilizado, uma vez que muitos deles aumentam o custo operacional. Foi com esta visão que se decidiu utilizar os satélites brasileiros para a transmissão dos dados da rede hidrológica estratégica básica, uma vez que o órgão gestor da rede (entidade governamental federal) havia efetuado um convênio para utilização dos satélites com o MCT/INP, elaborador e executor do projeto da Missão Espacial Completa Brasileira - MECB (que contempla a fabricação e operacionalização de satélites de coleta de dados, bem como seus veículos lançadores). Se, de um lado, o INPE estava à procura de parceria para a utilização de seu sistema de satélite, de outro, o monitoramento hidrológico das bacias hidrográficas brasileiras era um potencial uso para esse sistema. Como as duas entidades são entidades federais e já havia um fluxo financeiro do então DNAEE para o MCT (recursos oriundos das Leis 7990 e 8001 Lei de compensação financeira e royalties), não seria taxado o uso do sistema para o gestor da rede hidrométrica. Para o monitoramento hidrológico da maioria das bacias e sub-bacias hidrográficas brasileiras, o sistema de transmissão de dados via SCD seria suficiente, uma vez que possui uma capacidade de transmissão de 256 bits (informação com uma faixa de variação de 0 a 4096 [por exemplo, máxima variação em centímetros do nível d`água de um reservatório] utilizam 12 bits para sua transmissão). É importante registrar que, em função do tempo de resposta intervalo de tempo entre o fim da chuva e a elevação do nível do rios - de algumas bacias hidrográficas, o monitoramento hidrológico pelo sistema SCD não é suficiente, necessitando uma complementação ou substituição deste por um sistema interrogável ou um sistema com teletransmissão dos dados em horários pré-definidos, como é o caso da bacia do rio Itajaí. A rede telemétrica básica via satélite se compõe de: - sensor de chuva (pluviômetro que registra a chuva precipitada [consiste em um funil com uma área de captação (200 cm 2 por exemplo) que coleta a água da chuva e um mecanismo basculante composto de duas caçambas com capacidade de armazenar a chuva (por exemplo 0,25 mm); quando uma enche, o centro de gravidade das duas caçambas mudam fazendo com que haja o basculamento delas, esvaziando a que estava cheia e deixando a que estava vazia pronta para ser enchida; no movimento da báscula, um sensor magnético detecta esta variação, enviando ao processamento um

6 11 Figura 3.7 Sensor de nível com a utilização de sensor de pressão. Fonte: RODRIGUES (2002) - ou um teclado interligado a PCD, onde o observador digita o nível de água, que também é tele-transmitido ou armazenado. Esta informação é importantíssima para o monitoramento remoto dos sensores de níveis, pois serve para validar as informações adquiridas automaticamente pelo sensor de nível; também são utilizados para garantir as informações, quando da ocorrência de algum problema no sensor automático (seja por vandalismo ou por ações adversas da natureza), pois, na falta da informação do sensor automático, são as informações dos níveis de água obtidos pelos observadores que garantem a continuidade do monitoramento dos níveis dos rios. Este procedimento é, também, uma garantia da segurança dos equipamentos, pois, como o observador digita o nível de água várias vezes ao dia, têm-se a garantia de que a estação telemétrica está sendo visitada e vigiada diariamente);

7 13 - transmissor nas freqüências dos satélites SCD e antena de transmissão; - proteção eletrônica dos sensores e placas; - alimentação por bateria e painel solar; Figura 3.10 Plataforma de coleta de dados completa de Ituporanga código N , rio Itajaí do Sul. Fonte: FURB/CEOPS (11/03/2003) As PCD s foram configuradas para adquirir dados, quais sejam, dados horários dos sensores automáticos, dados da situação da bateria e do sistema de recarga (painel solar), dados digitados pelo observador, bem como para tele-transmitir todos estes dados. Durante o período de uma hora, a PCD transmite sempre a mesma mensagem, quando então são renovados os dados e uma nova mensagem passa a ser tele-transmitida. Quando o sistema de satélite recebe os dados transmitidos pelas PCD s e há uma visibilidade da antena de recepção terrena pelo satélite, o link se concretiza. A recepção dos dados é feita através de uma antena de

8 15 Ainda no primeiro semestre de 2002, o CEOPS e SDM em conjunto com a ANA acordaram o compromisso para implantar mais cinco estações telemétricas na bacia do Itajaí, em Timbó, Apiúna, Barra do Prata (município de Vitor Meireles), Saltinho (município de Alfredo Wagner) e Botuverá. Essas estações estarão transmitindo os dados hidrometeorológicos via satélite Orbicon, de hora em hora e obtidos pela internet. As estações de Timbó e Apiúna passarão a disponibilizar os dados hidrometeorológicos através de dois sistemas, ou seja, via fax modem e via internet, permitindo, assim, aferir suas performances (ver na figura 3.3 a localização das novas estações) CONSIDERAÇÕES FINAIS A falta de manutenção das estações telemétricas de forma mais sistemática e o atraso no repasse de recursos financeiros pela entidade federal à entidade estadual mantenedora dos equipamentos, têm trazido sérios prejuízos à obtenção dos dados hidro-meteorológicos ao longo da vigência das atividades do CEOPS. Esta situação decorre muito provavelmente da indefinição das responsabilidades dos órgãos e entidades envolvidas no Sistema de Alerta. Mesmo assim, como se viu, o sistema de alerta tem registrado avanços tecnológicos e de eficiência. Por outro lado, os 20 anos de experiência que a FURB acumulou na operação do sistema de alerta levaram a construir importantes parcerias, como a com os órgãos de defesa civil, principais usuários das informações geradas, bem como a familiarizar a população atingida com o significado dos dados de monitoramento e das previsões. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CEOPS (2002), Manual de operação. Universidade Regional de Blumenau, Blumenau. RODRIGUES, Mauro S. (2002), Controle de qualidade on-line de dados hidrológicos teletransmitidos. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Energia) Universidade Federal de Itajubá, Itajubá/MG. DNAEE (1986), Sistema nacional de alerta contra cheias. DNAEE, Brasília. Hidrológica, Catálogo (SD)