SIMA: SIstema de Monitoramento Ambiental
em tempo real por satélite para sistemas
hídricos. Um exemplo de cooperação setor de
pesquisa/empresa.
João A. Lorenzzetti, Ph.D.
José L. Stech, Dr.
Divisão Sensoriamento Remoto - INPE
e
Claudemir M. Silva, Eng. Dr.
Neuron Eletrônica
20/09/2004
Eco-Business Meeting
O PROBLEMA:
•Sistemas Aquáticos são muito
dinâmicos: podem sofrem mudanças
significativas em questão de horas;
•Complexa e cara logística necessária
para amostrar adequadamente os
sistemas;
•Necessidade dos dados em tempo
real para tomadas de decisão
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Conceitual:
Um sistema fundeado, com funcionamento
autônomo, e com capacidade de coletar
regularmente um conjunto mínimo de
variáveis aquáticas, capaz de transmitir as
informações para uma central de
processamento e, imediatamente
disponibilizar os dados processados para os
usuários interessados.
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
Solução Proposta:
SATÉLITES
BRASILEIROS
INPE
SIMA
Usuários
Usuários
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Integração e Testes
CBERS
SCD
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Integração e Testes
SCD
Compatibilidade
Eletromagnética
Momento Eletromagnético
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Massa&Inercia
Testes Ambientais
MQ CBERS
Vibração
MQ FBM
Spin &
Balancing
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
SCD-1, SCD-2
Massa: 115 kg
Dimensões: 1 m x 1 m
Potência:
80 W
Estabilização: rotação
Órbita: circular 750 km
Inclinaçõa: 25o( 14 órbits por dia
com 8 passagens sobre o
Brasil )
20/09/2004
SCD1
lançado em Fevereiro/93
SCD2
lançado em Outubro/98
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
CBERS-1/2
Massa:
Potência:
Dimensões
Órbita
Altitude
Estabilização
TT&C
Carga Útil
1450 kg
1100 W
Corpo: 1.8 x 2 x 2.2 m
Painel: 6.3 x 2.6 m
Hélio-Sincrona 98.504º inclinação
778 km
3 axes
UHF e Banda S
Coleta de Dados: RX : 401,635 MHz  30 kHz
TX: 2267,52 MHz @EIRP 20 dBm
462,5 MHz @ EIRP 35 dBm
CCD: 0,51 to 0,73 m; 0,45 to 0,52m ; 0,52 to 0,59m ;
0,63 to 0,69m and 0,77 to 0,89m
IR-MSS: 0,50 to 1,10m ; 1,55 to 1,75m;
2,08 to 2,35m and 10,40 to 12,50m
WFI: 0,63 to 0,69m and 0,77 to 0,89 m
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
CBERS-1 Lançamento - 1999
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
SCD1,SCD2,
CBERS1/2
ALCÂNTARA
RECDAS
Segmento Solo:
Rastreio e
Controle
20/09/2004
CUIABÁ
CENTRO DE
CONTROLE DE
SATÉLITES
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Distribuição de passagens sobre a estação de Cuiabá
20/09/2004
Eco-Business Meeting
PROGRAMA de SATÉLITES BRASILEIROS
Sistema de Coleta de Dados - SCD
Principais aplicações:
 Monitoramento de Bacias
Hidrográficas
 Previsão de Tempo e Clima
 Química Atmosférica
 Oceanografia
Platformas de Coleta de Dados
(PTTs):
Mais de 600 platformas instaladas
20/09/2004
Satélites:
 SCD-1 (Operacional, 1993),
 SCD-2 (Operacional, 1998),
CBERS-1 (Operacional, 1999-2003).
Eco-Business Meeting
CBERS-2 (Operacional, 2003)
BRAZILIAN SATELLITE PROGRAM
20/09/2004
Eco-Business Meeting
BRAZILIAN SATELLITE PROGRAM
REDE DE PCDs - Dez/2002 - Sistema SCD
hidrológica
meteorológica
qualidade d'água
química da atmosfera
20/09/2004
Eco-Business Meeting
SIMA- SIstema de Monitoramento Ambiental
• SIMA foi desenvolvido como um projeto de pesquisa numa parceria
entre o INPE a Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP), sendo
posteriormente repassado o projeto para a empresa Neuron, que vem
desde então promovendo continuos aprimoramentos e a sua fabricação.
• O SIMA tem como plataforma uma bóia toroidal de 2,3 m de diâmetro
de fibra de vidro reforçado e torre de alumínio naval.
•No vão central da bóia, um compartimento estanque abriga a eletrônica do
sistema, baterias e transmissor de satélite.
•Na torre são instalados os sensores meteorológicos, antena de transmissão
dos dados e painéis solares; abaixo da linha d´água são instalados os
sensores aquáticos.
20/09/2004
Eco-Business Meeting
SIMA- INSTALAÇÃO NA BAÍA DE GUANABARA
20/09/2004
Eco-Business Meeting
SIMA- COMO FUNCIONA?
• Coleta e transmissão dos dados: placas analógicas e
digitais foram especialmente projetadas para amostrar o
conjunto de sensores e variáveis de engenharia e ativar o
transmissor de satélite.
•Amostragem: a cada hora cheia um novo conjunto
completo de dados é armazenado em cada um dos oito
buffers de memória. Após enchimento dos oito buffers, o
conjunto mais antigo é descartado.
•Esquema de transmissão: a cada 90 s, um dos oito buffers
é transmitido em esquema de carrossel.
•Recepção dos dados: pelo INPE em banda S em Cuiabá e
Alcântara, sendo em seguida transmitidos para Cachoeira
Paulista (SP), onde são processados e distribuídos via Net.
20/09/2004
Eco-Business Meeting
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento de
Reservatórios e
Lagos
20/09/2004
Eco-Business Meeting
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Near Surface Pressure (nPa)
984
982
980
Pressão Atmosférica
978
976
974
972
970
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Near Surface Air Temperature (°C)
34
32
30
Temperatura do ar
28
26
24
22
20
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Near Surface Relative Humidity (%)
100
90
80
Umidade Relativa do ar
70
60
50
40
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
32
Tem perature at 2m Depth (°C)
31
30
Temperatura da água
à 2 metros
29
28
27
26
25
24
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
9
8.5
pH Factor
8
pH
7.5
7
6.5
6
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
SIMA- Exemplo de aplicação
Monitoramento do Reservatório de Manso
Dissolved Oxygen Concentration (mg/L)
11
10
9
Oxigênio dissolvido
8
7
6
5
4
19/1/04
26/1/04
2/2/04
9/2/04
16/2/04
23/2/04
1/3/04
8/3/04
15/3/04
Time (days)
20/09/2004
Eco-Business Meeting
22/3/04
CONCLUSÕES
• Existência no mercado nacional de um sistema desenvolvido no país
para a aquisição, transmissão e recepção por satélites, em tempo real,
de dados horários ambientais de ambientes aquáticos;
•O sistema faz uso da série de satélites brasileiros SCD e CBERS, sem
custo de transmissão para os usuários cadastrados;
•O SIMA pode ser usado em rios, lagos, represas e zona costeira,
fornecendo importantes dados ambientais em tempo real para tomadas
de decisão e controle ambiental.
•O SIMA pode ser encarado como uma experiência de sucesso na
interação entre a comunidade de pesquisa e empresa.
•Sua compatibilidade com o sistema NOAA faz com que possa ser
utilizado em qualquer local do planeta.
20/09/2004
Eco-Business Meeting