Equipamento utiliza vento e movimento de galhos das árvores para gerar eletricidade necessária ao seu funcionamento.
No inverno seco na região centro-sul do Brasil ou no verão sem chuva dos Estados Unidos, os focos de queimada se proliferam nesta época do ano. A floresta amazônica registrou recorde de queimadas em junho e o Pantanal teve mais de 1600 focos registrados no mês passado. Na Califórnia, milhares de pessoas tiveram de deixar suas casas em decorrência de incêndios florestais nas últimas semanas. Para detectar focos de incêndio de forma mais simples e barata do que monitoramento por satélite e patrulhas florestais, pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, desenvolveram um sensor de fogo que se recarrega ao oscilar em galhos de árvores.
Atualmente, as formas de monitoramento de incêndio incluem patrulhas com automóveis, torres de vigilância, drones, aeronaves e satélites, com alto custo de manutenção. Sensores pequenos e baratos como os utilizados em casas e estabelecimentos comerciais devem ter as baterias trocadas com frequência, o que dificulta o uso em grandes áreas de vegetação. Já o novo equipamento criado pela equipe de pesquisadores tem o tamanho aproximado de uma lata de leite condensado e custo de produção de apenas 20 dólares (R$ 100, na cotação atual).
O sensor é equipado com um gerador triboelétrico, capaz de gerar eletricidade a partir de movimentos (eletricidade estática). Por isso, não precisa de baterias. O movimento que gera a eletricidade é feito por dois cilindros que se deslocam um contra o outro, para cima e para baixo, à medida em que o galho no qual estão pendurados balança ao vento. Um dos cilindros é coberto por cobre e o outro por Teflon, o mesmo material utilizado em muitas frigideiras. A detecção de fogo é feita por um sensor de temperatura e outro de monóxido de carbono, mas os pesquisadores afirmam que mais sensores podem ser adicionados para aumentar a precisão do aparelho ou incluir novas medidas, como dados de poluição do ar.
Como queimadas geram correntes de ar, o aparelho poderia ser recarregado rapidamente mesmo em dias sem vento. A expectativa dos pesquisadores é de que o equipamento seja capaz de enviar dados a cada três minutos por meio de um sistema de transmissão sem fio. O sistema direcionaria as informações para centros locais e depois para satélites de modo a alertar serviços de combate a incêndios.
Além do baixo custo e de dispensar baterias com metais pesados, um aspecto positivo do sensor é que ele se localiza entre a vegetação e, por isso, sua capacidade de detecção de queimadas não é bloqueada por condições meteorológicas desfavoráveis. No caso dos satélites e das torres de observação, condições nubladas ou com muita fumaça de incêndios anteriores dificultam a detecção de novos focos de fogo.
Mas o sensor ainda precisa ser testado no campo e superar algumas limitações. Um dos desafios é a área de cobertura. Enquanto torres de vigilância e satélites podem monitorar áreas extensas de vegetação, o novo equipamento cobre apenas algumas dezenas de metros. Para cobrir de forma adequada 1 km², por exemplo, seriam necessários cerca de 100 sensores.
O desenvolvimento do sensor se soma a outras iniciativas que utilizam aparelhos instalados em árvores para monitoramento ambiental, alguns deles recarregados a partir do gradiente de energia térmica nos troncos das árvores. Os próximos passos da pesquisa na área envolvem o aprimoramento dos protótipos e sua aplicação em novas soluções para um sistema de alarme florestal cada vez mais sustentável.
News: Luanne Caires
Fontes:
Artigo científico intitulado “Multilayered cylindrical triboelectric nanogenerator to harvest kinetic energy of tree branches for monitoring environment condition and forest fire”, publicado na revista Advanced Functional Materials em 2020, de autoria de PANG Yaokun, CHEN Shoue e colaboradores.
https://doi.org/10.1002/adfm.202003598
Matéria no site da revista científica Science, intitulada “Brazilian lawmakers in showdown to double science budget”, publicada em 24/08/2020.
https://www.sciencemag.org/news/2020/08/self-powered-wildfire-detector-could-help-prevent-deadly-blazes#
Matéria no site do Portal Correio, intitulada “Pesquisador da UFPB cria árvore que evita incêndios florestais”, publicada em 11/07/2019.
https://portalcorreio.com.br/pesquisador-da-ufpb-cria-arvore-inteligente-capaz-de-evitar-incendios-florestais/
(Editoração: André Pessoni)