UFF desenvolve barco inteligente para monitorar águas da Baía de Guanabara

De acordo com o Instituto Estadual do Meio Ambiente do Rio de Janeiro (INEA-RJ), a crescente pressão sobre os recursos hídricos, além do aumento e da diversidade das fontes de poluição, torna o acompanhamento das alterações da qualidade das águas cada vez mais necessário. Esse monitoramento é feito para subsidiar ações de proteção e recuperação, visando garantir os usos atuais e futuros. Os dados provenientes do monitoramento são a base para a avaliação da qualidade das águas e para a produção de relatórios, diagnósticos e boletins sobre as condições dos corpos hídricos.

Com o objetivo de colaborar na atenção dessa demanda ambiental, um grupo de pesquisadores da Universidade Federal Fluminense (UFF) se destaca trazendo mais tecnologia para o processo de acompanhamento da qualidade dos recursos hídricos no estado do Rio de Janeiro. Alunos e docentes dos Departamentos de Engenharia Elétrica (TEE-UFF), Engenharia de Recursos Hídricos e Meio Ambiente (TGH-UFF), e do Instituto de Computação (IC-UFF), estão desenvolvendo em conjunto uma embarcação autônoma para monitoramento da água das baías e lagoas de Niterói. A iniciativa também tem apoio financeiro da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) e conta com a parceria da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da empresa NVIDIA, líder mundial em soluções de Inteligência Artificial e sistemas computacionais de alto desempenho embarcado. 

O coordenador do projeto, professor Daniel Dias, do Departamento de Engenharia Elétrica, explica que, ao reunir um conjunto de tecnologias de ponta, a mobilidade autônoma é capaz de se movimentar de forma planejada, rápida e segura. “A ciência acredita que em um futuro próximo os veículos autônomos, ou seja, sem intervenção humana em sua direção, estarão presentes em diversos cenários do dia a dia, realizando funções e atividades de alto impacto social, econômico e ambiental”.

A princípio, o piloto automático será embarcado em um catamarã elétrico movido à energia solar. “O objetivo inicial era divulgar o uso de fontes alternativas para propulsão elétrica. Entretanto, a colaboração com a Engenharia Ambiental e a Computação ampliou a potência do desenvolvimento tecnológico da pesquisa, principalmente na área de gestão dos recursos hídricos, com o monitoramento da qualidade da água, e da inteligência artificial, que guiará a embarcação”, relata Daniel.

Uma das grandes vantagens da utilização de uma embarcação autônoma para esse tipo de serviço é a praticidade, rapidez e baixo custo na realização do trabalho. “Se o monitoramento for feito através de recursos humanos, considerando que dependerá de uma equipe que vá até o local, colete as amostras, e as leve até o laboratório, o processo se torna mais lento e caro. Muitas vezes as ações que poderiam ser mais eficazes em tempo reduzido não são possíveis por conta do custo de tempo”, destaca.

O pesquisador pontua que outro benefício é a possibilidade de se realizar a medição em um maior número de pontos das baías e lagoas. “É essencial fazer um levantamento de diversos parâmetros, principalmente no fundo da baía, onde existe um grande despejo de lixo químico e industrial. Além disso, pretendemos mapear o relevo do fundo das lagoas para detectar possíveis assoreamentos e como eles ocorrem ao longo do tempo, seus agravos e melhoras”.

O piloto automático do barco está sendo desenvolvido pelo grupo de trabalho do Instituto de Computação (IC-UFF). “Uma câmera robô conduzirá as missões de monitoramento que medirão parâmetros importantes da água com mais eficiência e segurança. A tecnologia é capaz de reconhecer obstáculos de forma detalhada, saber se um navio está passando, se há pedras ou lixo, e assim consegue fazer desvios. Estamos trabalhando na visão computacional, na programação do comportamento e nos controladores do robô. Já terminamos o protótipo do barco, que recentemente teve um teste de três horas navegando sozinho pela Baía de Guanabara. Neste momento, estamos calibrando as redes neurais robóticas para aperfeiçoar ainda mais a acuracidade da navegação”, destaca o professor do IC-UFF Esteban Clua.

Já o Departamento de Engenharia Agrícola e Ambiental é responsável por auxiliar no desenvolvimento do sistema de sensores de baixo custo e das estações meteorológicas que serão utilizadas na embarcação. O professor Ivanovich Salcedo pontua que, a princípio, a maior finalidade das sondas é medir o índice da qualidade da água em tempo real. “Entretanto, inúmeras outras tarefas também podem ser programadas. Uma vez desenvolvida, essa sonda pode ser acoplada a outros tipos de embarcações e missões, o que ajuda a impulsionar o movimento da engenharia de recursos hídricos e meio ambiente”, complementa o docente.

Além disso, monitorar a qualidade da água é essencial para o licenciamento ambiental e o suporte às decisões da gestão de recursos hídricos, e tem fortes efeitos nos setores de pesca, turismo, saúde e lazer. “Os diversos impactos negativos sofridos pelas águas urbanas acentuam a necessidade de práticas mais eficientes, que encurtem o monitoramento em tempo e espaço para uma melhor compreensão da evolução dos parâmetros de qualidade da água, em virtude, principalmente, dos processos artificiais oriundos de atividades humanas”, acrescenta o coordenador Daniel Dias.

A expectativa dos professores é que, ao final do projeto, seja possível disponibilizar à comunidade uma infraestrutura completa com potencial para ser utilizada de forma científica, comercial e até mesmo militar, em propostas que necessitem de um veículo robótico de superfície aquática com autonomia suficiente para missões marítimas de média e longa duração. “Além do alto impacto ambiental presente no projeto, acreditamos que o mesmo é fundamental para a região, em função da vocação para a construção naval presente na cidade de Niterói”, conclui.

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