A estimativa de precipitação a partir da utilização de rede de celular

O conhecimento da ocorrência da precipitação de água no tempo e no espaço é essencial para entendimento dos processos hidrológicos e dos diferentes usos da água, além da mitigação de impactos como nas inundações. A precipitação no solo é estimada por equipamentos chamados pluviômetros, distribuídos em uma área de análise.

Os pluviômetros têm seus valores registrados uma vez por dia, desta forma, com este equipamento, não se conhece a variação dentro de um dia. Já os pluviógrafos, que são os aparelhos que registram em gráfico o total de precipitação acumulada ao longo do tempo, possuem registradores automáticos que permitem estimar a distribuição da chuva dentro do dia.

Esta rede de obtenção de dados é limitada e, nas últimas décadas, tem reduzido o número de aparelhos, limitando as informações disponíveis para os estudos de gestão da água. Além disso, em muitos países, uma cobertura mínima de dados nem mesmo existe.

Neste cenário, as alternativas de obtenção da precipitação de forma indireta são:

(a) satélite, que utiliza a temperatura e umidade das formações de nuvens para estimar a precipitação. Os dados de pluviômetros em terra são utilizados para aferir este tipo de medida;

(b) radar: utilizam a emissão de frequência para estimar a chuva quando ela interfere nesta emissão. Estes medidores também dependem das informações mencionadas acima para sua aferição e apresentam boa cobertura espacial, apesar de grande discrepância pontual com dados de pluviômetros.

Os radares podem representar um custo importante devido as instalações, equipe de operação e manutenção. Apesar desses custos elevados, apresenta informações espaciais que permitem a prevenção de eventos críticos como inundações, por exemplo. Atualmente, no Brasil, existem alguns radares meteorológicos instalados, principalmente nas regiões Sul e Sudeste. Já nos Estados Unidos,  alguns anos atrás, foi desenvolvido um programa que cobriu o país todo com radares para monitoramento de precipitações.

Recentemente, uma nova técnica tem sido utilizada, ela se baseia na estimativa de precipitação com o uso da rede de celulares. A grande quantidade de comunicação por conexões a partir de microondas usadas na comunicação por redes de celulares gerou uma nova oportunidade de cobertura de estimativa da precipitação. Os sinais de rádio propagam-se de uma antena em uma estação base para antenas que recebem em uma outra estação de base. Atenuações desta comunicação entre a transmissão e o receptor, quando ocorre a precipitação, permitem estimar a precipitação média.

Este sistema pode ser utilizado em tempo real para estimar a precipitação, principalmente em áreas urbanas onde a concentração de aparelhos de celular é maior (75% da população mundial tem acesso ao celular). Além disso, o método traz uma grande vantagem, pois estas informações podem servir para validação de chuva de satélite e apoiar os radares em operação.

Já para áreas rurais, devido à baixa concentração demográfica e menor número de aparelhos, aliada às grandes extensões de terra, este método não apresenta volume de dados necessários para validação.

A qualidade da estimativa de precipitação a partir da utilização de rede de celulares e seus resultados ainda estão em fase de pesquisa, mas representa uma espacialização importante em áreas urbanas onde existe grande concentração de pessoas, com uma infraestrutura instalada e sempre atualizada. Desta forma, este tipo de informação pode contrapor a redução significativa das informações de estações que tem ocorrido em nível mundial.

About Prof. PhD Carlos E. M. Tucci

Engenheiro civil, MSc, PhD, professor aposentado do IPH-UFRGS, sócio-fundador da Rhama Consultoria Ambiental. Autor de mais de 300 artigos científicos, livros, capítulos de livros. Experiência de mais de 40 anos na área, com atuação junto a empresas e entidades nacionais e internacionais como: Unesco, Banco Mundial, BID, ANEEL, ANA, Itaipu, entre outros. Premiado em 2011 pela International Association of Hydrological Sciences.

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