Gestão da cidade por meio da automatização de processos: digital twins e sensoriamento remoto como ferramenta de suporte à decisão

Abstract

A presente pesquisa teve como objetivo desenvolver e validar a viabilidade técnica de um protótipo funcional de Gêmeo Digital de baixo custo voltado ao monitoramento de encostas suscetíveis a deslizamentos de terra, diante do elevado custo das soluções comerciais existentes. O sistema foi concebido a partir da integração de sensores físicos de pressão e inclinação, gerenciados por uma placa Arduino, a um ambiente virtual tridimensional interativo desenvolvido na plataforma Unreal Engine. Essa integração possibilitou a comunicação em tempo real entre os dispositivos físicos e o modelo digital, resultando em uma ferramenta de monitoramento visual e intuitiva. A caracterização geotécnica do solo utilizado nos experimentos, classificado como Areia Mal Graduada (SP) pelo Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) e como Neossolo Quartzarênico pelo SiBCS, confirmou sua alta vulnerabilidade à saturação e instabilidade em condições de chuva intensa. O protótipo foi construído a partir da integração de um modelo físico em escala reduzida, equipados com sensores de pressão e um acelerômetro conectados a uma placa Arduino Uno, com sua réplica em um gêmeo digital, pela plataforma Unreal Engine 5. A lógica de comunicação e visualização foi desenvolvida integralmente com o sistema de programação visual Blueprint, utilizando uma arquitetura modular baseada em herança para garantir a escalabilidade. A transmissão de dados foi estabelecida via protocolo de comunicação serial, com os valores dos sensores sendo enviados em tempo real para o Gêmeo Digital. A interface desenvolvida possibilitou a visualização dos dados em tempo real, com alertas visuais intuitivos baseados em variações de cor (de verde para vermelho) que se mostraram eficazes e de fácil interpretação. Adicionalmente, o sistema foi disponibilizado via protocolo HTTPS através do plugin Pixel Streaming, garantindo acessibilidade a partir de qualquer navegador web local e validando o potencial para uma plataforma de monitoramento centralizada. Os resultados demonstraram a estabilidade da comunicação hardware-software e a responsividade do sistema aos estímulos físicos simulados, validando a viabilidade técnica do monitoramento em tempo real a baixo custo. Embora tenham sido identificadas limitações, como a necessidade de refinamento na representação visual dos sensores, o trabalho estabelece bases sólidas para a continuidade do projeto. As próximas etapas incluem a integração com interfaces web customizadas e a ampliação da rede de monitoramento. A pesquisa contribui para o avanço de soluções acessíveis e eficazes de gestão urbana voltadas à mitigação de riscos geotécnicos, especialmente em áreas urbanas vulneráveis.