MONITORAMENTO EM TEMPO REAL DE NASCENTES COM SENSORES ACESSÍVEIS E TECNOLOGIA OPEN SOURCE
DOI:
https://doi.org/10.56238/ERR01v10n5-010Palavras-chave:
Internet das Coisas (IoT), Qualidade de Água, MananciaisResumo
A gestão dos recursos hídricos exige o monitoramento contínuo dos corpos d'água, especialmente no contexto legal brasileiro, que impõe sanções a não conformidades qualitativas e quantitativas. O presente trabalho buscou monitorar os aspectos qualitativos de uma nascente, a partir de sensores ambientais acessíveis e tecnologias de aquisição e disponibilização de dados em tempo real. O monitoramento foi realizado em uma nascente urbana situada em Campo Grande / MS, a partir de uma embarcação adaptada contendo sensores de Temperatura da Água, Sólidos Totais Dissolvidos e Turbidez. Para a aquisição e transmissão dos dados, empregou-se o microcontrolador conectado à rede Wi-Fi, com armazenamento e visualização em tempo real em plataformas de livre acesso. Durante as 8 horas de operação, os dados foram coletados automaticamente a cada 15 minutos e a transmissão ocorreu sem interrupções. A comparação entre as medições dos sensores e análises laboratoriais não apresentou diferenças estatisticamente significativas (p<0,05), embora a inclusão da curva de calibração no código de programação seja sugerida para otimizar a precisão. Os valores de Turbidez permaneceram baixos (<5,0 NTU), condizentes com a classificação de Classe Especial da nascente. Contudo, observou-se um aumento gradual na Temperatura da água (máximo de 21 ºC), atribuído à ausência de sombreamento vegetal no local de instalação. A concentração de Sólidos Dissolvidos Totais (SDT) apresentou um decréscimo significativo de 32 para 16 mg⋅L−1 entre 10h00 e 14h00, indicando a influência da dinâmica do fluxo de água subterrânea e da insolação. O sistema de monitoramento baseado em IoT demonstrou ser uma ferramenta eficaz, justificando seu uso pela capacidade de capturar a dinâmica diária e a sensibilidade da qualidade da água que seria imperceptível em coletas manuais pontuais. A variação da Temperatura e a queda nos SDT sugerem uma influência direta dos processos hidrológicos e da insolação na água emergente. A tecnologia proposta fornece subsídios técnicos essenciais para a gestão ambiental e para a implementação de políticas públicas efetivas de recursos hídricos.
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Referências
ANDRÉ, A. C. L.; DE AMORIM, M. C. C.; DA SILVA, K. C. D. Mapeamento Tecnológico de sensores e sistemas IoT para monitoramento da qualidade de água e efluentes no setor de saneamento: Análise de patentes. Revista Tecnologia e Sociedade, v. 19, n. 57, p. 114-124, 2023. http://dx.doi.org/10.3895/rts.v19n57.15701
APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater – SMEWW. American Public Health Association – APHA, 24th ed., Washington – USA, 2017.
BANGIRA, T. et al. Remote sensing-based water quality monitoring in African reservoirs, potential and limitations of sensors and algorithms: A systematic review. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 2023. https://doi.org/10.1016/j.pce.2023.103536
BANNA, M. H. et al. Online drinking water quality monitoring: review on available and emerging technologies. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, v. 44, n. 12, p. 1370-1421, 2014. https://doi.org/10.1080/10643389.2013.781936
BRASIL. Lei nº 9433, de 08 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Diário Oficial da União, Brasília, 9 jan. 1997. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/L9433.htm. Acesso em: 3 maio 2025.
BRASIL. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução CONAMA n.º 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, DF, n. 53, p. 58-63, 18 mar. 2005. https://conama.mma.gov.br/?id=450&option=com_sisconama&task=arquivo.download Acesso em 03 de outubro de 2025.
BRASIL. 2011. Resolução CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente no. 430, de 13 de maio de 2011. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília. Brasília, DF. Acesso em 18 ago. 2024.
CORREA, Jonas de Sousa et al. CONCENTRATION OF SUSPENDED SOLIDS BY SPECTROPHOTOMETRY. Científic@-Multidisciplinary Journal, v. 11, n. 1, p. 1-8, 2024. HTTP:// DOI: 10.37951/2358-260X.2024v11i1.7184
CORREA, Jonas de Sousa et al. Uso de Resposta Espectral em comprimentos de onda (230~290) nm como parâmetro indireto quantitativo de COD e DQO. Revista DAE, ISSN: 0101-6040, Vol: 68, Issue: 225, Page: 51-62. 2020. Endereço: http://doi.org/10.36659/dae.2020.052
FONSECA, J.C. et al. Multiparametric System for Measuring Physicochemical Variables Associated to Water Quality Based on the Arduino Platform. IEEE, v. 10, p. 69700- 69713, 2022. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187422
Freeze, R. Allan, & Cherry, John A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall, Inc.
FRITZSONS, Elenice et al. A influência da floresta ciliar sobre a temperatura das águas do rio Capivari, região cárstica curitibana. Floresta, v. 35, n. 3, 2005. https://doi.org/10.5380/rf.v35i3.5195
FUENTES, H.; MAURICIO, D. Smart water consumption measurement system for houses using IoT and cloud computing. Environmental Monitoring Assessment, 2020. DOI: 10.1007/s10661-020-08535-4.
Garcia, Joice Machado et al. Degradação ambiental e qualidade da água em nascentes de rios urbanos. Soc. Nat, Uberlândia, MG,| v.30,| n.1, p228-254,| jan./abr. 2018. http://dx.doi.org/10.14393/SN-v30n1-2018-10
JABBAR, W.A. et al. Development of LoRaWAN-based IoT system for water quality monitoring in rurais áreas. Expert Systems with Applications, Volume 242, 2024, 122862, ISSN 0957-4174, https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.122862.
JO, W. et al. A low-cost and small USV platform for water quality monitoring. HardwareX, v. 6, p. e00076, 2019. https://doi.org/10.1016/j.ohx.2019.e00076
LUÍZ DIAS, C. et al. A importância do monitoramento das águas subterrâneas na gestão dos recursos hídricos. Águas Subterrâneas, São Paulo, v. 22, n. 1, p. 11-18, 2008. Disponível em: https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/23294/15387. Acesso em 28 de Setembro de 2025.
MATO GROSSO DO SUL. Conselho Estadual de Controle Ambiental (CECA). Resolução CECA/MS n.º 036, de 22 de novembro de 2012. Dispõe sobre o enquadramento dos corpos d’água superficiais de domínio do Estado de Mato Grosso do Sul, na bacia hidrográfica do Rio Paraguai. Diário Oficial do Estado de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS, n. 8.318, p. 33-35, 26 nov. 2012. Disponível em: https://www.imasul.ms.gov.br/enquadramento-dos-corpos-daguas/ Acesso em 03 de outubro de 2025.
PINTO, M. J. R.; HANAI, F. Y. Estudo e avaliação de condições de nascentes de água: proposição de uma ferramenta para subsidiar o planejamento e a gestão integrada de bacias hidrográficas. Águas Subterrâneas, São Paulo, v. 31, n. 5, p. 574-585, 2017. Disponível em: https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/28991 Acesso em 28 de Setembro de 2025.
SANTOS, Michael Dydean de Araújo. Utilizando Internet das Coisas (IoT) para controle de equipamentos de ar-condicionado. Soluções e desafios tecnológicos. 2021. Endereço Eletrônico: https://releia.ifsertaope.edu.br/jspui/handle/123456789/680 Acessado em 25 de Setembro de 2025.
SCHUSSEL, Z; NASCIMENTO NETO, P. Gestão por bacias hidrográficas: do debate teórico à gestão municipal. Ambiente & Sociedade, v. 18, p. 137-152, 2015. https://doi.org/10.1590/1809-4422ASOC838V1832015
SHI, Z. et al. Applications of online UV-vis spectrophotometer for drinking water quality monitoring and process control: a review. Sensors, vol. 22, n. 8, 2022. DOI: 10.3390/s22082987
SILVA, Danilo Stehling Ferreira; DE LIMA, Luis Eduardo Martins. Simulação da supervisão remota e inteligente via “Internet of Things (IoT)” de um sistema para abastecimento de água em edificações civis com uso de motobombas elevatórias. Revista Ifes Ciência, v. 10, n. 1, p. 01-18, 2024. https://doi.org/10.36524/ric.v10i1.2837
SIMÕES, João; DONG, Tao. Continuous and real-time detection of drinking-water pathogens with a low-cost fluorescent optofluidic sensor. Sensors, v. 18, n. 7, p. 2210, 2018. https://doi.org/10.3390/s18072210
SYAFRUDIN, S. et al. Water Quality Monitoring System for Temperature, pH, Turbidity, DO, BOD, and COD Parameters Based on Internet of Things in the Garang Watershed. Ecological Engineering & Environmental Technology, [S.l.], v. 25, n. 2, p., 2024. DOI:10.12912/27197050/174412;
TUCCI, Carlos E. M. (Org.). Hidrologia: Ciência e Aplicação. 4. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS / ABRH, 2009.
VARGAS, S. M. et al. Monitoring multiple parameters in complex water scenarios using a low-cost open-source data acquisition platform. HardwareX, v. 16, p. e00492, 2023. https://doi.org/10.1016/j.ohx.2023.e00492 .
Von Sperling, Marcos. (2007). Estudos e Modelagem da Qualidade da Água de Rios. DESA/UFMG. (Volume 7 da série 'Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias'). Endereço eletrônico: https://biblioteca.ana.gov.br/sophia_web/Acervo/Detalhe/6346?returnUrl=/sophia_web/Home/Index&guid=1646265601494 Acessado em 20 de Setembro de 2025.
WANG, G.; NIXON, M.; BOUDREAUX, M. "Toward Cloud-Assisted Industrial IoT Platform for Large-Scale Continuous Condition Monitoring," in Proceedings of the IEEE, vol. 107, no. 6, pp. 1193-1205, June 2019. https://doi.org/10.1109/JPROC.2019.2914021
ZHAO, Z. et al. Eutrophication and lakes dynamic conditions control the endogenous and terrestrial POC observed by remote sensing: Modeling and application. Ecological Indicators, v. 129, p. 107907, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107907
