No cenário de mudanças climáticas, a coleta de dados meteorológicos se tornam fundamentais para a compreensão do meio ambiente e a prevenção de catástrofes. Um dos instrumentos presentes em estações meteorológicas é o pluviômetro, capaz de medir a quantidade de líquidos ou sólidos (chuva, neve, granizo) precipitados durante um determinado tempo e local. Para exemplificar como é feita tal medição, suponha que o telhado de determinado lugar tenha 10 metros quadrados e após uma hora de chuva o pluviômetro marcar 20mm, isso quer dizer que cerca de 200 litros foram despejados sobre o local na última hora.
Figura 1 - Protótipos estruturais
Disponível em: Thingiverse
Para o desenvolvimento do projeto, foi idealizado um pluviômetro automático do tipo basculante devido a sua construção simples e de baixo custo quando comparada a equipamentos profissionais. Com uma báscula em sua construção, dipositivo semelhante a uma gangorra em miniatura, a água da chuva entra pelo funil e cai em um dos lados da báscula, fazendo com que a mesma realize movimentos alternados de um lado para o outro, como pode ser visto na Figura 2. Sendo assim, os movimentos realizados pelo dispositivo são registrados por meio de um sensor eletromagnético (Reed Switch) e transmitidos a um microcontrolador (ESP-32).
Figura 2 - Funcionamento do pluviômetro
Disponível em: Intercomparação Laboratorial de Pluviômetros de Báscula.
Os materiais utilizados têm como objetivo baratear o projeto e torná-lo sustentável. Diante disso, a montagem do circuito de aquisição e transmissão dos dados é composta por um microcontrolador ESP32 do modelo DOIT ESP32 DEVKIT V1, um sensor de temperatura DHT11, um sensor Reed Switch, e uma Placa Solar para alimentar o microcontrolador. A montagem do circuito pode ser vista na Figura 3. A parte estrutural do pluviômetro foi construída fazendo uso de peças 3D de um projeto incabado e materiais reaproveitados.
Figura 3 - Circuito elétrico
A metodologia de pesquisa utilizada neste trabalho teve um caráter exploratório e consistiu no levantamento bibliogŕafico na área de internet das coisas (Blynk), dispositivos pluviométricos, desenvolvimento de peças 3D e mudanças climáticas. A plataforma Blynk (Figura 4) permite a prototipagem, implantação e gerenciamento remoto de dispositivos eletrônicos. Desta forma, criou-se uma aplicação web capaz de monitorar em tempo real a temperatura, umidade relativa do ar e a precipitação do local.
A calibração da báscula foi feita em laboratório e fez-se uso de uma proveta e um becker para descobrir qual é o volume de água necessário para que a báscula realize o movimento de giro completo. Por meio do método indutivo de calibração, analisou-se quantos ml restavam no becker após 100ml serem despejados sob a área de coleta
Figura 4 - Aplicação web Blynk
Os equipamentos do âmbito profissional apresentam elevados custos, podendo variar de R$ 700,00 até mais de R$ 10.000,00 dependendo da sua forma de transmissão e tratamento dos dados, tornando-se assim, pouco acessível a compreensão climática a pequenos agricultores e a população em geral. A Tabela 1 mostra uma estimativa dos valores gastos ao longo de todo o projeto considerando os custos desde o seu princípio.
| Componentes | Quantidade | Origem | Valor Total |
|---|---|---|---|
| Placa Solar | 1 | Mercado Virtual | R$ 120,00 |
| Bateria recarregável | 2 | Mercado Virtual | R$ 56,00 |
| ESP32 | 1 | Mercado virtual | R$ 32,00 |
| Reed Switch | 10 | Mercado virtual | R$ 20,00 |
| Rolamento (3,4,8) | 5 | Mercado Virtual | R$ 19,00 |
| DHT11 | 1 | Mercado virtual | R$ 8,70 |
| Jumpers | 20 | Mercado virtual | R$ 5,80 |
| Imã | 2 | Mercado Virtual | R$ 5,00 |
| Peças 3D | 7 | Impressora local | R$ 0,00 |
| Suporte de ferro | 1 | Reciclagem | R$ 0,00 |
| Caixa de ferro | 1 | Reciclagem | R$ 0,00 |
| Custo Total |
|---|
| R$ 266,50 |
O trabalho visa baratear o custo do equipamento sem que haja perda em sua precisão e eficiência. Com isso, nota-se que o valor final está abaixo quando comparado a outros produtos disponíveis no mercado, tornando-se assim, mais acessível à população de uma maneira geral.
O desenvolvimento de um pluviômetro automático basculante apresentado neste documento emerge como uma iniciativa promissora no campo da coleta de dados climáticos. A seleção cuidadosa de materiais, incluindo o uso do filamento PETG, e a incorporação de componentes reutilizados, apresentam uma abordagem sustentável e economicamente viável na construção do pluviômetro. Para trabalhos futuros visa implementar outros equipamentos que capturem outras variáveis climáticas, caracterizando-se uma estação meteorológica.
Esse projeto foi desenvolvido por Pedro Augusto, Lucas Queiroz, Rafael Souza e Miguel Potinatti com apoio do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo.
