BR102016002705A2 - Method and apparatus for continuous monitoring of growth and sanitation of trees, climate variables and environmental variables in forests, stored or compromised surfaces - Google Patents
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Abstract
método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas. a presente invenção refere-se a um método e aparato cuja finalidade é o monitoramento contínuo do crescimento, da sanidade, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim caracterizadas utilizando, preferencialmente, a transferência de dados por meio sem fio. na modalidade preferencial, compreende uma rede sem fio de aparatos que contém um conjunto de sensores capazes de medir e monitorar o diâmetro e estado físico da árvore em que se encontra e também aspectos ambientais como temperatura, umidade do ar etc. desta forma, é viabilizada a associação de medidas de crescimento diametral das árvores ou cobertura vegetal constituinte da floresta com as variáveis climáticas e ambientais, permitindo, assim, a modelagem do crescimento da cobertura florestal em tempo futuro de forma confiável e consistente.
Description
Relatório descritivo da Patente de Invenção "Método m aparato para o monitoramento continuo do e da sanidade das árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas" APRESENTAÇÃO DO INVENTO 1. A presente invenção refere-se a um método e aparato cuja finalidade está relacionada com o monitoramento continuo do crescimento, da sanidade, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim caracterizadas utilizando, preferencialmente, a transferência de dados por meio sem fio, 2. Com essa invenção elimina-se a necessidade de voltar na. área de i n t- Cüü X €2* £31 £0 todas as vezes que se importa saber o quanto a floresta cresceu ao longo do tempo. No mesmo sentido, o invento permite a redução, dos· riscos de acidente pertinente ao trabalho, na medida em que a exposição operacional, com o uso da proposta do invento apresentado, possui menor frequência. Ainda, o invento permite eliminar a possibilidade relacionada aos erros de medição, 3. Finalmente a invenção permite a associação de medidas de crescimento diametral das árvores ou cobertura vegetal constituinte da floresta com as variáveis climáticas e ambientais, permitindo assim a modelagem do crescimento da cobertura florestal em tempo futuro de forma confiável, e consistente.
O ESTADO .DA TÉCNICA 4. 0 procedimento atual de coleta âe dados florestais realizados .pela indústria florestal e setor florestal em geral, necessita da presença de uma equipe de pessoas· na área de interesse, coletando dados de diâmetro. das árvores manualmente, 5. Durante esta atividade, ou seja, da forma tradicional, não são coletados dados de variáveis ambientais, apenas dados de diâmetro das árvores, utilizando fita métrica ou suta - paquímetro, ambos com precisão de milímetros e sujeitos· a erros de leitura e manipulação durante a operação. 6. Todavia, há presente, no atual estado da técnica, dendrometros eletrônicos, ou mecânicos desenvolvidos com a finalidade, de atender as necessidades de pesquisas cientificas. Nenhum desses dendrometros, entretanto, possui a capacidade transmissão de dados sem fio, e a capacidade de mensurar grandes variações de diâmetro ao longo do tempo, por exemplo, com variações a uma amplitude superior a 180 mm, bem como funcionar durante cinco ou mais anos initerruptamente, conforme os nossos equipamentos. 7. Relacionam-se como evidência do atual estado da técnica, os seguintes pedidos de patentes de invenção: 8. O pedido de patente de invenção WO-1985003121-Ά1, que trata de um dendrômetro eletrônico. 9. O pedido de patente de invenção US-6009631, que trata de um aparato para medir mudanças no comprimento de um dado perímetro. 10. O pedido de patente 38-7:3.93602, que trata de um dendrômetro de precisão, 11. O pedido de patente de invenção US~81743:97, que trata de um monitor .multifuncional com vistas a medições de variáveis ambientais.
CONSIDERAÇÕES SOBRE O ATUAL ESTADO DA TÉCNICA 12. Importante é reiterar que os inventos acima elencados possuí a limitada capacidade de monitoramento em longo prazo· óu acima de cinco anos, bem. como a .incapacidade de operar por conectividade· sem fio, denotando em s:i tais peculiaridades em. desvantagens que o presente pedido de patente de invenção intenciona eliminar. 1.3. Sendo assim e ainda que existam soluções conforme demonstrado e presente no atual estadb da técnica, tais soluções permitem a possibilidade de erros de leitura, interpretação e manipulação dos dados obtidos, notadamente uma severa deficiência no que tange ao monitoramento e mensuração florestal. 14. Em campo e na prática quotidiana ainda persiste a mensuração manual, o que caracteriza nítida desvantagem seja no resultado da medição, seja na deterioração das condições de trabalho da mão de obra empregada, o que num sentido único retoma em processos deficientes sobre a coleta dos dados e consequentemente dúvida da sua consistência e veracidade.
CONSIDERAÇÕES SOBRE O INVENTO 15. O invento elimina totalmente a possibilidade de erros de leitura e digitação de dados durante a atividade de mensuração florestal. 16. A utilização do invento permite acompanhar o crescimento e a qualidade da floresta em tempo real e em qualquer lugar do mundo# também elimina a necessidade mensuração manual da floresta, reduzindo a possibilidade de acidentes de trabalho e reduzindo custos de deslocamento, e transporte até a floresta, permite assim# o monitoramento de variáveis ambientais e permite a detecção de incêndios florestais.
DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO 17. G sistema é composto por um conjunto de sensores capazes de monitorar e medir o crescimento diametral das arvores, os dito-s dendrômetros, bem como o estado físico das mesmas., como # £ >or exemplo, o estado morfologico# biológico e de sanidade das árvores monitoradas, cujos sensores e demais aparatos estão juntados a uma cinta que é fixada ao caule da árvore cuja mensuração deseja-se obter. 18. Para facilitar o entendimento sobre o invento, as figuras 1,2 e 3 são apresentadas. A figura 1 mostra o dendrômetro em si, a figura 2 mostra a configuração do receptor central e a figura 3 mostra a rede formada pelos inómeros dendrômetros espalhados na área cujas árvores estão em avaliação, associada com o dito receptor central que forma a dita parcela inteligente. Essas parcelas inteligentes tem a capacidade de trocar informações entre si e de transferir estas informações para a internet onde ocorre o armazenamento em, um, banco de dados. 19. Sendo assim o dito invento é caracterizado por dendrômetros (1) , constituídos por uma fita (;2) que se expande em conformidade.; com o aumento do diâmetro do tronco {12} da árvore'·., cuja fita é fabricada, preferencialmente em. metal ou material, polimérico; uma mola de tensionamento (3) ; travas da fita (4); a fita tem curso por dentro do dito dendrômetro, por onde passa por guias direcionadoras (5) e um sensor de rotação (-6-) com correspondente codificador; conforme ocorre o tensionamento da fita, em face do crescimento do tronco da árvore, o dito sensor (6) capta essa variável; o próprio dendrômetro mantém-se fixo a árvore avaliada pela tensão gerada pelo crescimento, aumento do diâmetro da dita árvore e correspondente tensionamento da fita que envolve todo o diâmetro da mesma. O dito dendrômetro possui, também, uma placa de circuito impresso, constituída por módulos de rádio frequência (7); micro controlador geral (8); relógio de tempo real {9) e módulo de gestão de energia (10); "baterias (11) ; possui igualmente sensores opcionais (13) para detectar o fluxo de seiva da árvore, desse modo.., fornecendo dados para a çaraterizaçãO'- da sanidade da mesma. A comunicação -desses dendrômetros com o receptor central (14) se faz por meio de rádio frequência, podendo ser, de: modo não exaustivo· e„ por exemplo, pelo sistema global para comunicações móveis - 0SM via satélite, micro-ondas ou qualquer outro método de comunicação sem fio existente, melhorado ou que venha a surgir, cujo dito receptor central (14) é constituído por um pluviômetro (15), painel solar (16); antena de comunicação (17); bateria (18), sensor de umidade do ar (19), visor fabricado, preferencialmente em cristal líquido (20); processador conjugado com um microcontrolador (21.).; módulo de. conectividade sem fio (22); pontos para conexão de múltiplos sensores (.23); módulo de controle de energia (2.4) ; relógio de tempo real (.2.5); sensor de temperatura (26); sensor de umidade de solo (27); outro sensor qualquer que venha a. ser inserido (2-8) tais como sensores para avaliação do pH do solo, detector de fogo, detector de fumaça, detector de C02, sensor para gravador de áudio, sensor para gravador de vídeo, sensor de fotoperíodo, entre outros. 20. Dessa forma, o sistema utilizando uma rede de sensores sem fio, instalados, com base em. preceitos estatísticos permite o monitoramento do crescimento, da qual,idade e da sanidade da floresta, juntamente com outras variáveis ambientais em qualquer lugar do mundo, durante todo o ciclo produtivo e em tempo real se necessário. 21. Igualmente, com o dito aparato e método relacionado, é possível monitorar a ocorrência de incêndios e sinistros assim relacionados.
REIVINDICAÇÕES
Claims (6)
1. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das: árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais esm florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas, caracterizado por possuir dendrômetros, unidade de recepção··· central e conectividade entre os dendrômetros e a dita unidade central.
2. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das. árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas, caracterizado;·--pela reivindicação 1 e pelos dendrômetros, constituídos por uma. fita que se expande em conformidade com o aumento do diâmetro do tronco da árvore, cuja fita é fabricada, preferencialmente em metal ou material polimérico; uma mola de tensionamento; travas da fita; a fita tem curso por dentro do dito dendrômetro, por onde passa por guias direcionadoras e por um sensor de rotação com correspondente codificador; conforme ocorre o tensionamento da fita, em face do crescimento do tronco da árvore, o dito sensor capta essa variável; o próprio dendrômetro mantém-se fisco a árvore avaliada pela tensão gerada pelo crescimento, aumento do diâmetro da dita árvore e correspondente tensionamento da fita que envolve todo o diâmetro da mesma.,
3. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas, caracterizado pela reivindicação e pelo dendrômetro possuir, uma placa de circuito impresso, constituída por módulos de rádio frequência; micro controlador geral; relógio de tempo real e módulo de gestão de energia; baterias; possui igualmente sensores opcionais para detectar o fluxo de seiva da árvore, desse modo, fornecendo dados para a caraterização da sanidade da mesma.
4. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das árvores, de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas, Caracterizado pela reivindicação 1 e pela comunicação com o receptor central que se faz por meio de rádio frequência,, podendo -ser, de modo não exaustivo, pelo sistema global para comunicações móveis - GSM, via satélite, microondas ou qualquer outro método de comunicação sem fio existente, melhorado ou que venha a surgir
5. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e:· da sanidade das árvores, de variáveis climáticas·' e de variáveis ambientais em florestas, superfícies arborizadas ou assim compreendidas, caracterizado pela reivindicação 1 e pelo receptor central, constituído por um pluviômetro, painel solar; antena de comunicação; batería, sensor de umidade, visor fabricado, preferencialmente em cristal líquido; processador conjugado com um microcontrolador; módulo de conectividade sem fio; pontos para conexão de múltiplos sensores; módulo de controle de energia; relógio de tempo real; sensor de temperatura; sensor de umidade do ar; sensor de umidade de solo; outro sensor qualquer que venha a ser inserido tais como sensores para avaliação do· pH do solo.» detector de fogo.» detector de fumaça» detector de C.02» sensor para gravador de áudio» sensor para gravador de vídeo, sensor de fOtpperíodo.
6. Método e aparato para o monitoramento contínuo do crescimento e da sanidade das. árvores» de variáveis climáticas e de variáveis ambientais em florestas» superfícies arborizadas ou assim compreendidas» caracterizado· pela reivindicação 1 e pela possibilidade de como o dito método e aparato monitorar a ocorrência de incêndios e sinistros assim relacionados.
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| Yarranton et al. | Towards a mathematical model of limestone pavement vegetation. II. Microclimate, surface pH, and microtopography | |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
| B03G | Publication of an application: publication cancelled | ||
| B11K | Dismissal acc. art. 17, par 2 of ipl - pending earlier application (priority claim) definitively shelved | ||
| B03F | Publication of an application: publication of application definitely dismissed - article 216, par 2 and article 17, par 2 of industr. prop. law |