REDE DE ESTAÇÕES HIDROMETEOROLÓGICAS DA EPAGRI Marcelo Martins da Silva 1, Renato Bréa Victoria 2 RESUMO A rede de estações hidrometeorológicas automáticas e convencionais da Epagri, tem como objetivo o monitoramento das variáveis climatológicas do estado. É composta de trezentos e vinte e três estações distribuídas no estado de Santa Catarina, com capacidade para medir parâmetros meteorológicos e ambientais. São 155 estações hidrológicas pluviométricas, 97 estações hidrológica fluviométricas, 45 Pluviologger e 50 estações meteorológicas (convencionais e automáticas). Dentre as estações hidrológica e meteorológicas, 106 são estações telemétricas, sua forma de transmissão é descrita da seguinte forma: 61 no sistema de satélite Orbcomm, 16 pelo satélite SCD, 13 por telefonia fixa, 6 por celular do tipo GPRS, 5 por ftp, 3 na via celular SMS, 2 por internet via satélite e 1 de maneira mista. Os dados coletados pelos sensores são enviados para uma estação central na Epagri onde são armazenados em bancos de dados desenvolvido pela Epagri (SAM), Sistema Agrometeorológico em ambiente do tipo ORACLE e disponibilizado para os usuários. Palavra chave: rede de estações meteorológica e pluviologger ABSTRACT The net of automatic and conventional hidrometeorological stations of the Epagri, has as objective the measure of the climatological variables of the state. It is composed of three hundred and twenty and three stations distributed in the state of Santa Catarina, with capacity to measure meteorological and ambient parameters. They are 155 pluviometrics hidrologics stations, 97 fluviométrics stations hidrológics, 45 Pluviologgers and 26*(38) meteorological stations. Among the meteorological stations hidrologic and, 106 are telemetrics stations, its form of transmission are described of the following form: 61 in the system of Orbcomm satellite, 16 for satellite SCD, 13 for fixed telephony, 6 for cellular of type GPRS, 5 for ftp, 3 in cellular way SMS, 2 for Internet saw satellite and 1 in mixing way. The data collected with the sensors are sent for a central station in the Epagri where they are stored in data bases of disponibilize type ORACLE and for the users. 1 Meteorologista, Epagri, Rodovia Admar Gonzaga, 1347 Itacorubi, 48 32398067 CP 502, Florianópolis-SC, marcelomartins@climerh.rct-sc.br 2 Meteorologista, Epagri, Rodovia Admar Gonzaga, 1347 Itacorubi, 48 32398067 CP 502, Florianópolis-SC, renatovictoria@climerh.rct-sc.br
INTRODUÇÃO O país possui uma grande rede de estações meteorológicas, hidrológicas e ambientais convencionais e telemétricas, com fins de monitoramento, armazenamento, transmissão e tratamento de dados meteorológicos em território em território nacional com diferentes objetivos. A distribuição destas estações no Brasil foi planejada no sentido de aumentar a densidade de estações com capacidade para medir parâmetros meteorológicos de superfície que contribuirão para a previsão de tempo e clima, bem como para a melhor compreensão do comportamento hidrológico das bacias hidrográficas dentre outros. Uma aplicação fundamental das medidas destes parâmetros é a sua utilização na agricultura e pecuária, pois com elas é possível aplicar técnicas agrícolas mais precisas e eficazes respeitando as particularidades de cada região brasileira. O estado de Santa Catarina possui uma área de 95.346,181 km 2, e associados ao número de outros Institutos de meteorologia e hidrologia do estado, públicos e particulares, possui uma das maiores densidade de estações do estados brasileiros, inclusive ultrapassando o mínimo recomendado pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) que é uma estação a cada 150 km. Todas as estações hidrometeorológicas estão equipadas com sensores meteorológicos que medem e registram temperatura e umidade relativa do ar, componentes da radiação solar, pressão atmosférica, velocidade e direção do vento e pluviometria e/ou nível dos rios. A partir destas medidas pode-se estimar inúmeros outro parêmetros com valor da evapotranspiração a partir da equação Penman- Monteith. Parte destas estações dispõem também de sensores que medem elementos no solo, importantes para a agricultura e por isso são chamadas agrometeorológicas. Há também estações instaladas em locais próximos a rios e/ou barragens com o objetivo de medir o nível dos reservatórios e/ou vazão. Estas são chamadas estações hidrometeorológicas. Há também estações são equipadas com sensores do tipo agro e hidro meteorológicas, e por isso chamadas estações agrohidrometeorológicas, ou simplesmente será considerada meteorológica por conter sensores deste tipo apenas. DESCRIÇÃO GERAL DA REDE A distribuição das estações no estado pode ser observada na figura abaixo e consta dos seguintes municípios:
Figura 1 Mapa do estado de Santa Catarina A definição da distribuição dos locais onde são instalados as atuais e futuras estações, levam em conta vários fatores de interesse da Epagri. Sempre são realizadas visitas de campo aos municípios preestabelecidos, procurando identificar os locais mais adequados que satisfaçam as condições de segurança, livre de obstáculos que possam interferir nas medidas dos sensores, e em cuja área possam ser encontradas as características das mesoregiões climáticas estabelecidas pela Epagri como mostra a figura abaixo: A1 Extremo Oeste A2 Oeste A3 Meio Oeste A4 Planalto Sul A5 Litoral Sul A6 Alto Vale do Itajaí A7 Grande Florianópolis Alta A8 Grande Florianópolis A9 Planalto Norte e A10 Litoral Norte e Médio Vale
Visitas técnicas são feitas regularmente para verificação e manutenção das condições mínima de funcionamento. Os locais preferenciais das estações são estabelecidos em área de instituições públicas e/ou da Epagri que firma um convênio com este órgão no qual ficam determinados direitos e deveres de forma recíproca. Quando se tratar de áreas de propriedade particular é firmado um contrato de comodato com termos equivalentes para permanência dos mesmos. As mesmas contam com sistema eficaz de aterramento elétrico e apoio para fixação da torre de alumínio de 10 metros de altura, onde estão afixados sensores, antenas e dispositivos de proteção contra descargas elétricas dentre outros. Abaixo uma foto da estação meteorológica da Ilha do Arvoredo próximo a Ilha de Florianópolis instalada no município de Governador Celso Ramos, na área pertencente a Marinha do Brasil. Figura 2 Duas Estações Meteorológica automática na Ilha do Arvoredo e no município de Anitápolis/SC Sensores Os sensores das estações meteorológicas foram especificados levando-se em consideração os tipos de dados a serem coletados como por exemplo precipitação, radiação solar, temperatura e umidade relativa do ar, etc., bem como faixas de medição e resolução. Todas as estações possuem os sensores meteorológicos principais como: pressão atmosférica, temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do vento, direção do vento, precipitação acumulada e radiação solar global. Ainda são indicados corrente elétrica do painel solar, tensão da bateria e temperatura interna do gabinete de proteção. As estações agro e hidrometeorológicas possuem, além dos sensores citados acima, também sensores de umidade do solo, fluxo de calor no solo e temperatura do solo em cinco níveis e de nível de rio e/ou vazão.
EQUIPAMENTOS DESENVOLVIDOS Pluviologger Figura 3 Pluviologger O projeto do Pluviologger foi concebido pela Epagri com alta tecnologia e excelente custo/benefício. O equipamento mede chuva em intervalos de 10 minutos a partir de datalogger desenvolvido pela equipe de laboratório do Centro de Informações de Recursos Ambientais e Hidrometeorologia (CIRAM) da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Santa Catarina (EPAGRI). COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE MEDIÇÃO O pluviologger é composto de pluviômetro tipo básculo, com resolução de 0,2 mm, conectado a CPU (datalogger), com memória de 2 kbytes. Registra chuva acumulada de 10 em 10 minutos e prevê conecção externa via porta serial e display acionado por pluvioneta. A energia de alimentação ocorre através de painel solar de 5 watts que alimenta bateria interna de 12 volts, apresentando autonomia de 04 dias sem recarga. COLETA DE DADOS Para a coleta de dados horários e configuração do sistema interno, o Pluviologger possui uma porta de comunicação de dados serial. O software de configuração foi implementado internamente ao equipamento o que permite que qualquer configuração do equipamento seja feita através de um terminal VT100 de qualquer plataforma (PALM, LAPTOP, etc.), sem a necessidade de um software específico de configuração. OPERAÇÃO DA REDE A operação da rede de estações meteorológicas e hidrológicas da Epagri é realizada da seguinte maneira: cada estações meteorológicas armazena os dados dos sensores a cada hora, ou seja, são 24 informações de cada parâmetro medido no decorrer de um dia. A estação central está programada para
interrogar as estações meteorológicas a cada hora e/ou conforme a necessidade de cada elemento registrado e para fazer a coleta dos dados armazenados. No entanto, a estações meteorológicas poderá enviar dados automaticamente para a estação central de armazenamento, de acordo com a necessidade ou motivo de força maior em episódios de segurança pública. Observe-se que tanto este procedimento como o evento em que as estações meteorológicas envia dados à estação central só é possível através da comunicação via telefonia móvel celular. Os dados coletados pela estação central de armazenamento são então transferidos para o banco de dados da Epagri onde são disponibilizados para os usuários. CONSIDERAÇÕES FINAIS A rede de estações meteorológicas da Epagri representa um grande avanço para o conhecimento das características climatológicas e ambientais do estado catarinense. A partir dos dados coletados e armazenados podem ser realizados estudos que tanto mostrem os perfis das variáveis climáticas como apontem para soluções otimizadas na previsão de tempo e clima, irrigação e agrometeorologia, controle de vazões dentre outros. Torna-se necessário a adoção de critérios para avaliação da qualidade dos dados que envolvem diversos aspectos relacionados ao funcionamento das estações meteorológicas e condições de conservação dos sensores, bem como checagem de erros nas transmissões e armazenamento de dados, pois de acordo com BROCK, 2003 As técnicas de monitoramento da qualidade dos dados são baseadas no conhecimento do sistema de medição, no conhecimento da atmosfera e nas técnicas estatísticas. AGRADECIMENTOS Agradecemos as informações aos técnicos do laboratório de instrumentação meteorológica do sistema EPAGRI/CIRAM e em especial ao mentor do Pluviômetro e coordenador do laboratório Dr. Hamilton Justino Vieira. BIBLIOGRAFIA BROCK, Fred V. Sistemas de Medição em Hidrometeorologia. Tradução por Augusto José Pereira Filho. Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas: Universidade de São Paulo, 2003. Tradução de: Meteorological Measurement Systems. CAMPBELL SCIENTIFIC INC. Micrologger: a portable, rugged, powerful data acquisition system. Logan, Utah, USA, 2000. CAMPBELL SCIENTIFIC INC. SAT ARGOS: instruction manual. Logan, Utah, USA, 2001.