Redes de Monitorização Climática

Numa operação de monitorização numa floresta, os investigadores medem vários valores ambientais. É assim que obtêm indicações de como as florestas estão a mudar e o que pode ser feito para as preservar. Contudo a instalação e manutenção de estações de medida cabladas é complexo: os investigadores desenvolveram uma alternativa sem fios.

Qual o efeito tem tido as alterações climáticas nas florestas locais? Que tipos de árvores serão adequadas a qual localização geográfica? Qual o nível de poluição aqui? Os cientistas da floresta conduzem procedimentos de "monitorização da floresta": Registam continuamente parâmetros tais como a humidade do solo, penetração de poluentes em estações de monitorização permanentes. Os resultados destes exames contribuem para a manutenção de estabilidade ecológica das florestas a longo prazo. O problema: os dispositivos de medida clabados são difíceis de instalar e manter e constragem os trabalhos siviculas na floresta.

Investigadores do Instituto Fraunhofer para Circuitos Microelectrónica têm vindo a desenvolver sistemas que permitem uma análise diferenciada sem cabos que atrapalhem. Numa zona de ensaio na floresta do noroeste na Alemanha instalaram um sistema com várias estações sem fios. Dependendo do tipo de medida a efectuar colocam-se nós sensores no solo ou fixam-se nós a ramos. Se necessário podem-se substituir localizações de medida sem esforço. Os mini-computadores inteligentes formam automáticamente uma rede e controlam a transmissão de dados nessa rede. Os resultados são transmitidos por rádio celular para uma base de dados de árvores central. Há um modem celular móvel directamente ligado à rede de sensores.

A alimentação dos nós sensores coloca um desafio particular. A montagem de células solares ligadas aos sensores não pode aqui ser aplicada pois em floresta fechada as copas das árvores criam sombra. A alimentação por bateria leva à necessidade da sua substituição tendo os investigadores do Instituto optado por criar software poupador de energia tendo atingido tempos de operação de 12 meses. Os sensores geralmente estão em modo de adormecido fazendo medidas a intervalos que podem ser regulados de forma variável. Estão activos só durante os processos de medida e de transmissão de dados. Por exemplo a medida da humidade do solo não necessita de ser feita tantas vezes quantas as medidas de temperatura. Os valores de medida são calculados pelo nó sensor reduzindo o volume de dados a transmitir.

http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2010-2011/17/microclimate-forest.jsp