Desenvolvimento de boia multiparâmetros para monitoramento de poluentes

A ECK participou do desenvolvimento do sistema eletrônico de controle de uma boia multiparâmetros para monitoramento ambiental, destinada à Lagoa da Pampulha, em Belo Horizonte.

O projeto foi realizado para a Sea Odyssey, empresa especializada em boias e sistemas para operação em ambientes aquáticos. A proposta era criar uma plataforma autônoma capaz de realizar medições de qualidade da água em diferentes profundidades e transmitir os dados remotamente para uma central de monitoramento.

Boia multiparâmetros: energia e controle embarcado

A boia utilizava painéis solares e baterias, permitindo operação autônoma por longos períodos. Um sistema embarcado baseado em ARM Cortex-M3 da ST gerenciava energia, comunicação, posicionamento e o controle do conjunto.

Medições em diferentes profundidades

Para realizar medições em diferentes profundidades, foi desenvolvido um sistema de guincho automatizado utilizando um guincho automotivo de 24 V adaptado para a aplicação.

O controle de posição da sonda utilizava um encoder óptico de 1024 pulsos por volta, associado a um sistema de referência de ponto zero. Esse mecanismo permitia controlar o comprimento de cabo liberado, corrigir erros acumulados de posição e evitar danos ao cabo ou à própria sonda.

O sistema também monitorava a corrente do motor do guincho por meio de sensores de efeito Hall, permitindo detectar condições anormais de operação e proteger o mecanismo.

Comunicação, localização e segurança

A comunicação remota era realizada por um modem GPRS Telit, enquanto um módulo GPS Telit fornecia localização da boia e fazia parte do sistema de segurança e monitoramento.

Os dados coletados pela sonda eram enviados para uma central, permitindo acompanhar parâmetros de qualidade da água ao longo da profundidade da lagoa.

Quando o ambiente também vira parte da engenharia

Operar continuamente em um lago trouxe desafios que dificilmente aparecem em uma bancada de desenvolvimento.

Um deles foi bastante inesperado: um jacaré conhecido como Chico demonstrava interesse pela sonda instalada na boia. Como o equipamento utilizado nas medições tinha alto valor, foi necessário desenvolver uma gaiola de proteção mecânica ao redor da sonda.

Outro problema importante foi a exposição a descargas atmosféricas. Em uma área aberta como a lagoa, surtos induzidos por raios podiam atingir o sistema eletrônico e a instrumentação, exigindo cuidados adicionais de proteção.

A boia também ficava longos períodos sem supervisão direta. Por isso, foi necessário implementar um sistema de segurança contra invasão e furto, incluindo monitoramento remoto do compartimento eletrônico.

A elevada umidade, a exposição permanente ao ambiente externo e a necessidade de operação sem intervenção frequente também exigiram atenção especial à seleção de componentes, fornecedores, conectores e materiais.

Integração para uma aplicação ambiental real

O projeto foi desenvolvido em aproximadamente três a quatro meses e representou uma experiência importante da ECK em sistemas eletrônicos para aplicações ambientais remotas.

Mais do que apenas adquirir dados de uma sonda, foi necessário integrar energia solar, controle de movimento, instrumentação, GPS, GPRS, segurança e eletrônica embarcada.

Esse é justamente o tipo de projeto em que a engenharia precisa lidar não apenas com a especificação técnica, mas também com as condições reais de operação. Veja também outros projetos de engenharia eletrônica desenvolvidos pela ECK.

Em uma boia multiparâmetros, a integração entre sensores, posicionamento, comunicação e gerenciamento de energia é tão importante quanto cada instrumento isoladamente. O sistema precisa coordenar as medições, registrar a profundidade associada a cada amostra e manter a operação mesmo em condições variáveis de geração solar e comunicação. Essa arquitetura permite concentrar diferentes grandezas ambientais em uma única plataforma de aquisição, facilitando campanhas de monitoramento em pontos onde a instalação de infraestrutura fixa seria mais complexa.