Eventos de chuvas intensas, caracterizados por volumes significativos de precipitação, têm despertado preocupações crescentes, especialmente devido à maior frequência e intensidade destes eventos. Esses eventos meteorológicos apresentam uma distribuição espacial e temporal descontínua e frequentemente resultam em efeitos destrutivos, como inundações em áreas urbanas e rurais.
Os modelos numéricos tradicionais de previsão meteorológica são inadequados para prever eventos de chuvas intensas em curtos períodos de tempo, devido à complexidade dos processos meteorológicos de curta duração e pequena escala. Portanto, é necessário desenvolver métodos de previsão de "Nowcasting" de precipitação que possam quantificar a intensidade das chuvas e prever sua trajetória com alta precisão.
DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO
Funcionamento do FloodLead
- Combinação de dados meteorológicos e sensores de precipitação juntamente com sensores de nível distribuídos na área monitorizada.
Processamento de Dados
- Algoritmo inteligente processa os dados, gerando previsões confiáveis.
- Autoaprendizagem contínua do sistema, resultando em aprimoramento constante da qualidade dos alarmes.
- Inspeções anuais realizadas por especialistas em IA.
Implementação do Sistema
- Análises de localização, infraestrutura de dados e planeamento.
- Instalação e operação conduzidas por especialistas.
- Formação fornecida a grupos operacionais sobre todo o sistema FloodLead.
- Serviço Completo de Alerta Antecipado
- Inclui instalação, manutenção, infraestrutura de dados e acesso a diferentes grupos de utilizadores.
- Avisos de perigo enviados por SMS, chamadas telefónicas e outros meios.
- Autoridades e serviços de emergência alertados com antecedência e precisão local.
Cidadãos informados após registo num portal específico.
Visualização em Tempo Real
- Portal online baseado em mapas permite a visualização das zonas de perigo.
Capacidade de Integração
- Monitorização do nível nas redes de saneamento e linhas de água para proteção contra inundações iminentes.
Escalabilidade do FloodLead
- Funciona com apenas 10 sensores, facilitando a implementação em diferentes áreas.
BENEFÍCIOS DO FLOOLEAD
Os Benefícios do FloodLead para os órgãos com responsabilidade municipal
- Prevenção efetiva de danos à infraestrutura municipal, como transporte público e edifícios públicos.
- Possibilidade de validar modelos hidrodinâmicos e seguir medidas baseadas em dados para proteção contra cheias.
- Possibilidade de validar modelos hidrodinâmicos
- Documentação de eventos de chuvas intensas para fins de seguro.
Para os serviços de emergência
- Informações antecipadas sobre chuvas intensas permitem o posicionamento correto dos serviços de emergência no momento certo.
- Redução do caos inicial e planeamento mais eficaz de alarmes e ações de emergência.
- Alarme mais eficaz e planeamento de implantação
Para os residentes e a indústria
- Informações antecipadas sobre chuvas intensas, proporcionando maior sensação de segurança.
- Início mais cedo de contramedidas individuais, como limpeza de terrenos/caves ou vedação de portas.
EXEMPLO DE PROCEDIMENTO ATÉ O SISTEMA EXTAR E EXECUÇÃO
1. Análise de Localização
Uma análise de localização trata das condições topográficas, uma análise de eventos passados e uma análise dos possíveis processos de descarga.
2. Análise de infraestrutura de dados
Revisão e avaliação das redes de medição existentes no que diz respeito à sua utilidade para a monitorização de chuvas intensas.
3. Planeamento da Implementação
4. Implementação do Sistema
A instalação e o comissionamento são discutidos em conjunto com os órgãos responsáveis municipais.
Ampliações da área ou fusão com outras áreas já interligadas são facilmente possíveis posteriormente.
5. Monitoração e previsão de chuvas fortes
Com o FloodLead tem-se um sistema completo de uma única fonte “como serviço”.
6. Alarme e Monitorização
Os serviços de emergência e salvamento, bem como as autoridades, são alertados numa fase inicial e com precisão zonal.
7. Alerta de inundação
Além da previsão de chuvas fortes, outras fontes de dados ou sistemas de alerta suplementares podem ser incluídos para um alerta de cheias alargado.
CASO DE ESTUDO
Redes de sensores IoT e algoritmos de inteligência artificial para prever a ocorrência e o deslocamento de chuvas intensas em bacias hidrográficas de pequeno e médio porte no município de Liederbach am Taunus na Alemanha.
Planeamento da Rede de Sensores
IoT
Identificação de áreas vulneráveis a eventos de chuvas intensas.
Utilização do sensor IoT de intensidade de precipitação RMI da Nivus.
Resolução espacial de 250 metros com oito sensores conectados à rede Lora WAN local.
Alimentação autossuficiente com energia de bateria e painéis solares.
Desenvolvimento da Infraestrutura de TI e Integração de IA
Infraestrutura escalável para recolha e processamento de dados em tempo real.
Arquitetura de microserviços roteando dados dos sensores por hubs de eventos.
Algoritmos de IA adaptativos para previsões de distribuição de precipitação.
Treino da IA para Rastrear a Precipitação
Treino realizado com seis meses de dados de intensidade de precipitação desde julho de 2022.
Validação das previsões comparadas com dados de radar do Serviço Meteorológico Alemão.
Resultados do Treino da IA
Concordância satisfatória entre as previsões do modelo de IA e os dados do Serviço Meteorológico Alemão.
Vantagem da abordagem IoT: Informações mais detalhadas e em tempo real sobre as células de chuva.
Conclusão
A combinação de IoT e IA oferece uma solução eficiente e inovadora para previsão de chuvas intensas, proporcionando dados detalhados e em tempo real para tomada de decisões nas bacias hidrográficas.