DESENVOLVIMENTO DE UM LINÍGRAFO ROBUSTO E DE BAIXO CUSTO PARA AS
CONDIÇÕES BRASILEIRAS
OLIVEIRA, Y.R. (Estudante de IC); CAIADO, M.A (Orientador); COELHO, W.R.; DEUS, G.O.
Intituto Federal de Educação do Espírito Santo, Campus de Alegre, [email protected]
A gravação do nível de água em canais ou outros corpos d’água é uma tarefa comum em pesquisa hidrológica,
já que, sendo conhecida a área da secção transversal e a velocidade do fluxo, a vazão do curso de água é
conhecida através da altura da lâmina d’água. Embora existam muitos métodos para medir o nível de água em
canais, a maioria deles é manual (Izuno et al, 1999;) e composta principalmente por réguas que são
posicionadas estrategicamente no leito do curso d’água a ser monitorado, necessitando a visita periódica de
um operador para registrar o nível de água. Instrumentos automáticos que registram com precisão o
comportamento do nível de água são chamados de linígrafo. Estes são preferidos para fins de pesquisa, porque
capturam melhor a dinâmica da massa de água com o tempo. No entanto, os altos custos desses aparelhos
digitais comerciais restringem o uso generalizado desses métodos automatizados em pesquisa e aplicações
comerciais. Schumann, Muñoz–Carpena (2002) desenvolveram um linígrafo para medição digital
automatizada de níveis de água em canais e outras massas de água, tendo como critérios de projeto a
simplicidade, baixo custo (~ US $ 160 para materiais), robustez e facilidade de uso. O objetivo deste trabalho
foi de desenvolver o protótipo de um linígrafo nas dependências do IFES observando critérios de simplicidade,
baixo custo, robustez e facilidade de uso e testá-lo nas condições da bacia hidrográfica do córrego Horizonte.
Primeiramente, realizou-se uma pesquisa buscando conhecer as características construtivas e operacionais dos
diversos linígrafo existentes no mercado e/ou descritos na literatura especializada. A partir desse estudo,
decidiu-se por um modelo de línigrafo que utiliza, um sensor ultrassônico, que mede aproximadamente 6
metros de distância, montado em placas de arduino nano. Um sensor ultrassônico emite uma onde a de alta
frequência, essa onda é refletida pela superfície do material do qual se deseja obter o nível e volta ao sensor.
Através do tempo decorrido entre o pulso emitido e o pulso refletido é possível determinar a distância
percorrida pelo mesmo, desse modo sabe-se também o nível da lâmina d’ água. Como principais vantagens
observadas destacam-se: baixo custo, não existe contato entre o sensor e o liquido, e podem ser utilizados sem
restrição em locais abertos ou fechados. Uma desvantagem apresentada é o problema que ocorre para medição
onde existem superfícies inclinadas, pois podem causar reflexo indireto. Dessa forma, desenvolveu-se um
linigrafo robusto, para o qual foi gasto, um sensor ultrassônico, trabalhando na faixa de 6 metros de medição,
montado em placas de arduino nano, uma protoboard que serviu como base para o protótipo, e também,
utilizou-se um potenciômetro de 10K, jumpers M/M, jumpers Wires e um adaptador de 9 wolts. Os testes para
aferição do protótipo, foram realizados em distâncias variadas do sensor. As medidas foram feitas em ordem
crescente de distância e posteriormente em ordem decrescente. Para obter uma maior precisão das medias esse
processo foi repetido 18 vezes. Para comparação, as medidas foram aferidas por uma trena, considerando este
valor, como o real. O erro médio obtido para esse teste foi de 2,01 cm e todos os valores de erro absoluto foram
não negativos. O erro de medição nunca foi menor que zero. Isso pode ser devido às dimensões do sensor, se
a leitura e feita a partir da base da placa impressa do mesmo, cerca de 1 cm é diminuído em cada medida. Com
esse trabalho foi possível desenvolver um linigrafo robusto de baixo custo para as condições brasileiras, que
poderá ser replicado em outras bacias de clima tropical.
Palavras-chave: arduino, ultrassom, medição.