Projeto de uma rede de internet das coisas para monitoramento e alerta de emergência em áreas de risco.
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Data
2018
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Resumo
O presente trabalho apresenta uma metodologia para desenvolvimento de projetos de rede de
longo alcance e baixo consumo de energia, baseado nas tecnologias de internet das coisas para
aplicação em áreas de risco como: a jusante de barragens, deslizamento de encostas,
alagamentos, áreas industriais, entre outras. Acidentes como os ocorridos na região serrana do
Rio de Janeiro, em janeiro de 2011, e na barragem de Fundão da Samarco Mineração SA, em
novembro de 2015, evidenciaram a fragilidade dos planos de emergência existentes, que em
sua grande maioria não contemplam sistemas automatizados de alerta. Grandes desafios são
encontrados por engenheiros durante o desenvolvimento de projetos de alerta de emergência,
sendo que o sistema de comunicação sem fio é, sem dúvida, um dos grandes problemas
enfrentados por estas equipes. Dessa forma, este trabalho visa estabelecer uma metodologia
com as seguintes etapas: (i) definição dos requisitos do sistema; (ii) realização de estudo de
possíveis tecnologias de rede de longo alcance e baixo consumo de energia compatíveis; (iii)
comparação entre as tecnologias (com base nos requisitos definidos); (iv) seleção da
tecnologia mais indicada; (v) simulação de propagação de RF na área de interesse; (vi)
implantação do projeto piloto; e (vii) comparação dos resultados de cobertura de sinal em
campo com as simulações realizadas. Para validação da metodologia, foi desenvolvido um
estudo de caso na área urbana da cidade de Ouro Preto, onde um levantamento geológico realizado pelo Departamento de Engenharia Geotécnica da Universidade Federal de Ouro
Preto apontou que grande parte do território possui classificação de risco de movimentação de
massas com grau médio, alto ou muito alto. Além disso, a cidade está localizada em um vale a
jusante da barragem do Marzagão, que possui um reservatório de 3,8 milhões de metros
cúbicos de rejeito do processo de beneficiamento de bauxita. No projeto piloto, foi implantada
uma rede ampla de longo alcance, (Long Range Wide Area Network – LoRaWAN), composta
por duas células, de forma que toda a região de interesse fosse coberta. Os testes de campo
com medição da intensidade do sinal de radiofrequência comprovaram a eficácia da rede em
dez pontos definidos como prioritários. Uma análise que relaciona a intensidade do sinal, a
distância dos pontos, a forma de visada e o ambiente de instalação também foi realizada, de
forma a validar as características de alcance, poder de penetração e imunidade a ruído
apresentada pela tecnologia LoRaWAN. Por fim, constatou-se que as tecnologias de internet
das coisas têm plena capacidade de atender a aplicações voltadas ao gerenciamento de riscos,
incluindo seu uso em sistemas de monitoramento e alerta de emergências.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração. Departamento de Engenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Avaliação de riscos, Internet sem fio, Barragens e açudes, Deslizamento
Citação
MEIRELES, Leonardo Vidigal. Projeto de uma rede de internet das coisas para monitoramento e alerta de emergência em áreas de risco. 2018. 134 f. Dissertação (Mestrado em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.