Monitoramento urbano com sensores de baixo custo

Abstract

O monitoramento do clima é um parâmetro fundamental para diversas áreas do conhecimento, pois as mudanças climáticas afetam diretamente a qualidade de vida das pessoas. Neste trabalho foi utilizado sensores de baixo custo de temperatura e umidade relativa do ar, pressão atmosférica do ar, temperatura do ar e altitude para compará-los com sensores comerciais de temperatura e umidade relativa do ar (HOBO®, pendante); pressão atmosférica do ar (HOBO®, RX3000) e temperatura do ar (HOBO®, RX3000). A estação meteorológica de baixo custo ESP32-S foi instalada no Campus do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), a fim de compará-los com os dados da estação de 80m da rede de monitoramento do IETE, e assim fazer a verificação das medidas e atestar sua veracidade. Para avaliar o desempenho dos sensores da ESP32-S foi aplicada a estatística descritiva (MBE), Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) e o coeficiente de determinação (R²). A partir das análises dos dados obtidos foi possível observar que os valores de temperatura da estação de baixo custo subestimaram os máximos e os mínimos diários, tendo como MBE de -0,59 °C e apresentando um espalhamento de 0,59°C (RMSE). A umidade apresentou diferenças de 21,03 % e espalhamento de 19,47 % tanto na série temporal quanto no ciclo diário. Já os valores pressão subestimaram em todo o ciclo diário , a pressão atmosférica medida pelo BMP280, captura a variabilidade da pressão, porém superestimando a medida pelo HWS S-BPA-CM10, com MBE de 2,8 hPa e espalhamento de 2,8 hPa. Embora o erro observado pela umidade possui amplitude maior de 20%, a concordância entre os dados ainda é forte no valor de 0,9. A concordância da temperatura do ar e da pressão atmosférica apresentaram concordância de 1 e 0.99 respectivamente. Portanto o emprego de uma estação meteorológica de baixo custo pode ser considerado viável, tanto pelo custo, quanto por produzir resultados equivalentes aos dos sensores da estação meteorológica comercial.