Embarcação não tripulada de baixo custo para levantamentos hidrográficos em águas abrigadas

Abstract

Nos portos brasileiros, é perceptível processos que podem ser otimizados e melhorados, visando ganhos de eficiência, portanto, a revitalização de procedimentos para diminuir custos e automatiza-los é imprescindível. Dentre os procedimentos realizados pelos portos nacionais e internacionais, tem-se a batimetria, que é um dos segmentos da agrimensura responsável pela mensuração, representação gráfica da superfície terrestre submersa e a reapresentação cartográfica por meio de curvas batimétricas. A batimetria é realizada nos canais de acesso, bacias de evolução, canais internos de navegação, reservatórios, lagos e rios. Este trabalho apresenta um protótipo de uma embarcação em escala reduzida e não tripulada, para realizar batimetria em águas abrigadas visando a redução de custos. A metodologia consiste em demonstrar a construção e arranjo do sistema motriz e sistema de processamento de dados utilizando Arduíno, efetuar testes de módulos e sensores, levantando assim sua precisão em experimentos laboratoriais e em campo. O valor total investido no projeto foi de R$ 1.442,96. Dentre os dois sensores ultrassônicos analisados, um deles não funcionou submerso, o outro obteve resultados satisfatórios para os níveis de linha d’água avaliados com a devida calibração, após calibrado apresentou em experimentos estáticos diferença relativas abaixo de 1%, embora tenha uma distância de bloqueio de 95 centímetros. O sensor Global Positioning System (GPS) utilizado demonstrou ter uma precisão interessante em relação ao seu custo, com médias do raio de distância entre os pontos abaixo de 3,32 metros, entretanto, depende do tempo de sincronização entre satélites e sua precisão é sensível ao clima e barreiras, como coberturas e telhados, por exemplo. O experimento em campo (Expoville) demonstrou a importância das linhas de verificação em um levantamento hidrográfico, e surgiram algumas medições anômalas (spikes) que devem ser tratadas por alguma metodologia ou software específico. O protótipo pode ser usado para verificar medições batimétricas periodicamente por possuir um valor acessível, e como sugestões futuras estão a criação de uma interface amigável, telemetria dos dados e piloto automático, assim programando rotas e analisando coleta de dados remotamente.

In Brazilian ports, processes that can be optimized and improved are noticeable, aiming for efficiency gains, therefore, the revitalization of procedures to reduce costs and automating them is essential. Among the procedures carried out by national and international ports, there is bathymetry, which is one of the segments of the surveyor responsible for measuring, graphical representation of the surface submerged land and cartographic re-presentation through bathymetric curves. Bathymetry is carried out in access channels, evolution basins, internal channels navigation, reservoirs, lakes and rivers. This work presents a prototype of a small-scale, unmanned vessel to perform bathymetry in sheltered waters aiming to reduce costs. The methodology consists of demonstrating the construction and arrangement of the driving system and data processing system using Arduino, carry out module and sensor tests, thus raising your precision in laboratory and field experiments. The total amount invested in the project was R$1,442.96. Among the two ultrasonic sensors analyzed, one of them did not worked submerged, the other obtained satisfactory results for line levels of water evaluated with due calibration, after calibrated it presented in experiments static relative difference below 1%, although it has a blocking distance 95 centimeters. The Global Positioning System (GPS) sensor used demonstrated have an interesting precision in relation to its cost, with averages of the distance between points below 3.32 meters, however, depends on the synchronization between satellites and its accuracy is sensitive to weather and barriers such as coverings and roofs, for example. The field experiment (Expoville) demonstrated the importance of verification lines in a hydrographic survey, and emerged some anomalous measurements (spikes) that must be treated by some methodology or specific software. The prototype can be used to verify bathymetric measurements periodically (Order 1b) as it has an affordable value, and as future suggestions are the creation of a user-friendly interface, data telemetry and autopilot, thus programming routes and analyzing data collection remotely.