A REDE TELEMÉTRICA HIDROMETEOROLÓGICA DO SIMEPAR. Luís Tarciso de Moraes. SIMEPAR, Caixa Postal 318 Curitiba PR RESUMO

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1 A REDE TELEMÉTRICA HIDROMETEOROLÓGICA DO SIMEPAR Luís Tarciso de Moraes SIMEPAR, Caixa Postal 318 Curitiba PR RESUMO O monitoramento contínuo e de alta qualidade dos parâmetros meteorológicos é sem dúvida a base para a melhoria da qualidade dos serviços prestados na área de meteorologia, sejam estes relacionados a previsão do tempo, ao fornecimento de informações para atividades que necessitam tomar decisões em um curto espaço de tempo ou ainda estudos que se utilizam de uma base histórica de dados. Com a finalidade de atender a mais variada gama possível de usuários, o Sistema Meteorológico do Paraná - SIMEPAR está prestes a concluir a 1 a étapa da instalação dos equipamentos de coleta automática de dados meteorológicos e hidrológicos de superfície utilizando-se da mais moderna tecnologia existente. O artigo descreve a experiência adquirida com mais de um ano de operação da rede bem como os planos para a continuidade de sua expansão. ABSTRACT The high quality and continuos monitoring of meteorological parameters is the base for the meteorology services quality improvement, no matter if they are related to the weather forecast, activities that need to make an optimum decision in a relatively short time fashion or researchs in need of a historical data base. In order to bring benefits to the larger number of users possible, the Paraná State Meteorological - SIMEPAR is about to finish the first phase instalation of an automated surface meteorological and hydrological data collection equipment using the most modern existent technology. The article describes the acquired experience during more than one year operation as well as the plans for the continuity of its expansion. INTRODUÇÃO Idealizada para atender ao maior número possível de usuários, dentre os quais setores estratégicos como o agrícola, energético e a defesa civil, com relação as suas necessidades de dados e informações de natureza meteorológica, hidrológica e ambiental, a rede telemétrica já está desempenhando seu papel tanto no monitoramento dos diversos parâmetros quanto na integração com os dados provenientes de outros sub-sistemas, tais como radar, sistema de detecção e localização de descargas atmosféricas e imagens e produtos derivados dos satélites, integração esta importante, dentre outras coisas, para a melhoria da qualidade da previsão do tempo, para a calibração dos dados de radar e validação dos produtos de satélite. A rede está planejada para atingir um total de 170 estações sendo 120 meteorológicas e 50 hidrológicas, embora seja alvo de constante avaliação e redefinição na quantidade, composição e locais de instalação, sempre com o intuito de melhor atender aos novos e antigos usuários. Para a 1 a fase foram adquiridas 50 estações meteorológicas e 40 hidrológicas.

2 O PROCESSO DE LICITAÇÃO Para elaboração final das especificações foram identificadas as necessidades dos diversos usuários e consultados os potenciais fornecedores através de um modelo inédito de lançamento de uma versão preliminar das especificações para critícas e sugestões. O sucesso obtido com a versão preliminar foi imediato, no sentido de que muitas das alterações propostas pelos fabricantes foram previamente discutidas, evitando-se assim o fator surpresa e eliminando-se muitas dúvidas antes do início do processo, sendo importante salientar que algumas alterações propostas foram incluídas na versão final da Licitação. Este modelo de consulta prévia passou a ser adotado nas demais licitações do SIMEPAR, que são em sua maioria concorrências internacionais do tipo Preço - Técnica. Das 7 empresas que participaram do processo licitatório saiu-se vencedora a empresa norte-americana Sutron que atendeu aos requisitos técnicos de hardware, software e integração do sistema, sendo que a parte inicial da instalação contratada para efeitos de aceitação provisória foi considerada operacional em maio de INSTALAÇÃO Para a fase inicial de instalação realizou-se um estudo visando-se obter a melhor representatividade dos dados combinada com a avaliação de fatores importantes como a infraestrutura existente e a segurança do local, pois atos de vandalismo não são raros principalmente com equipamentos instalados em regiões remotas. Até o momento 15 estações meteorológicas automáticas foram instaladas em locais onde há mais de 20 anos funcionam estações convencionais do IAPAR, o que permite um contínuo trabalho de intercomparação e validação dos dados das estações automáticas, principalmente pelo fato das estações do IAPAR serem de alta confiabilidade com manutenção regular e adequada. Para a sequência aos trabalhos de instalação foi definido um cronograma que privilegia em condições normais o adensamento gradativo das estações meteorológicas e o monitoramento específico de determinado rio ou reservatório no caso das estações hidrológicas. O monitoramento dos rio Iguaçu, bem como de seus principais afluentes, foi plenamente atendido com a instalação das estações hidrológicas, que visam não somente o monitoramento dos rios e a operação dos reservatórios, como também a implementação de um sistema de alerta contra enchentes. Atualmente a rede conta com 56 estações operacionais sendo que deste total 30 são hidrológicas e 26 são meteorológicas conferindo no momento uma densidade significativa para fins climatológicos com a distância média entre estações de 80 km e que com a rede completa será reduzida para 40 km. Dotada de equipamentos de última geração a rede telemétrica meteorológica do SIMEPAR foi a primeira rede telemétrica meteorológica operacional no Brasil com funcionamento integrado e já está gerando produtos para os usuários das diversas áreas para as quais foi concebida.

3 Fig 1 Visão integrada da rede telemétrica, radar e sistema de localização de descargas atmosféricas do SIMEPAR USUÁRIOS Além dos usuários clássicos, como a previsão do tempo, agricultura e energia a rede já recebeu solicitações e avançou em outras direções confirmando a importância de se estruturar a rede da maneira mais abrangente possível. Para atender a uma necessidade premente de dados e informações hidrológicas na área de União de Vitória, região bastante castigada pelas enchentes de 1983 e 1992 a COPEL e o SIMEPAR decidiram disponibilizar através da Internet, uma página de integração dos dados, desenvolvido pela COPEL - STI / Coordenadoria de Hidrologia, contendo os dados hidrológicos do médio-iguaçu com as informações de nível e precipitação dos principais afluentes atualizados a cada 4 horas para que a população e a Defesa Civil acompanhassem a situação e a partir das previsões emitidas pelo SIMEPAR pudessem se preparar para o caso de novas enchentes, Para os Jogos Mundiais da Natureza, competição internacional de esportes ao ar livre realizada em outubro de 1997 no Oeste do Paraná, a rede telemétrica foi adensada na região (40 Km entre estações) para permitir um monitoramento contínuo nas áreas de competição e fornecer os dados para a entrada do modelo regional de previsão. TRANSMISSÃO DE DADOS

4 Para a definição do meio de transmissão dos dados foi realizado amplo estudo que considerou entre outros aspectos a disponibilidade e os custos envolvidos nas diversas alternativas possíveis, tais como telefone, radio e satélite, sendo ao final do processo escolhido o satélite GOES, administrado pela NOAA/NESDIS, que tem correspondido plenamente as expectativas e necessidades do sistema e tem atualmente disponibilidade acima de 98%. A transmissão dos dados horários de temperatura, umidade relativa, pressão atmosférica, radiação solar, velocidade e direção do vento e precipitação é efetuada a cada 3 horas no caso das meteorológicas, para as hidrológicas foi definido um intervalo de coleta de 15 minutos de dados de nível de rio e precipitação que são transmitidos a cada 4 horas em situações normais. Cada estação hidrológica tem definido um nível considerado de emergência que quando atingido a estação passa a transmitir os dados a cada hora. Com uma verdadeira revolução em termos de comunicação via satélite prevista com o advento dos diversos sistemas que utilizam satélites de baixa órbita prometendo baixos custos de equipamentos e tarifas, o SIMEPAR e o LAC ( Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento da COPEL) resolveram organizar uma série de palestras, quando os representantes dos sistemas tiveram a oportunidade de expor suas tecnologias e qual o público que pretendiam atingir. Dentre as diversas opções, o sistema Orbcomm, por suas características técnicas, foi identificado como o sistema mais adequado para iniciar testes visando avaliá-lo como meio alternativo para transmissão de dados. Para tanto, o SIMEPAR tomou a iniciativa de de estabelecer contato com a empresa responsável pelo Sistema, que se utiliza de 24 satélites de baixa órbita e tem previsão de se tornar operacional até o final do ano. Apresenta-se no momento como uma alternativa economicamente viável, com terminais e tarifas de comunicação de baixo custo e com possibilidade de atender aos requisitos técnicos e de disponibilidade exigidos para a telemetria, permitindo inclusive a comunicação bidirecional. CENTRAL DE RECEPÇÃO E VISUALIZAÇÃO Para a recepção dos dados foi instalada na sede do SIMEPAR em Curitiba uma Estação Central de Recepção que recebe os dados diretamente do satélite GOES, que funciona como um transponder. A estação é composta de uma antena, um receptor e dois demoduladores, um para o canal normal e outro para o canal de emergência. No caso de alguma falha na comunicação, os dados podem ser recuperados do banco de dados da NOAA onde ficam armazenados por até 72 horas. Além disso os dados podem ser retirados diretamente das estações onde ficam armazenados por um periodo superior a 6 meses e quando a memória de 128 Kbytes é exaurida os dados mais antigos são descartados para dar lugar aos mais recentes. No Centro Operacional os dados são recebidos, decodificados e armazenados em um banco de dados preliminar de onde são imediatamente disponibilizados para visualização, em forma de tabelas ou gráficos, pelos meteorologistas do SIMEPAR. A intervalos específicos os dados são transferidos para o banco de dados principal do tipo Oracle onde são checados por um programa de controle de qualidade de dados e recebem identificadores de qualidade baseados em critérios previamente definidos tais como limites climatológicos e variação temporal, além disso as variáveis são comparadas com as vizinhanças para se verificar se a variação espacial está coerente, só então os dados são liberados para visualização na Intranet e Internet. Além da visualização dos dados em forma de tabelas e gráficos, do banco de dados Oracle pode-se gerar isolinhas dos diversos parâmetros instantaneamente selecionados que permite a visualização dos campos dos dados horários.

5 MANUTENÇÃO Com a finalidade de sistematizar e melhor acompanhar o funcionamento dos equipamentos as manutenções preventivas das estações são realizadas a cada 6 meses. Os procedimentos de manutenção preventiva incluem a verificação dos componentes eletrônicos, valores de tensão das baterias, situação das conexões, desumidificadores, etc. Os sensores requerem além da limpeza habitual dos outros equipamentos, uma comparação local importante para se verificar o funcionamento dos sensores. Com o auxílio de instrumentos portáteis de calibração são realizados os testes necessários para se saber a confiabilidade dos dados, o que em caso de diferença superior ao limite permitido determina desde um simples ajuste ou a sua substituição. As manutenções corretivas são determinadas basicamente pelas verificações diárias executadas pelo programa de controle de qualidade de dados, pelos sumários diários que permite uma visualização rápida dos dados ou pelo banco de dados preliminar que contem informações do funcionamento geral do sistema tais como a tensão das baterias, funcionamento do painel solar, energia solar e convencional, quando for o caso. Devido ao baixo consumo de energia e as baterias de 24 AH capazes de suprir energia para as funções de coleta, armazenamento e transmissão dos dados por no mínimo 10 dias, a equipe de manutenção pode se deslocar e efetuar os reparos antes que haja falha nas transmissões por deficiência de energia. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ORGANIZAÇÃO METEOROLÓGICA MUNDIAL, Guia de Instrumentos e Metódos de Observação nº 8 Genebra. SISTEMA METEOROLÓGICO DO PARANÁ,1993 Pré-especificação técnica do SIMEPAR Curitiba