Ciência cidadã por meio de estações modulares: construindo as condições para um monitoramento meteorológico colaborativo

Abstract

Foi desenvolvido um protótipo de hardware de sistema de monitoramento meteorológico como tecnologia aberta e livre e voltado para a ciência cidadã, chamado de Estações Meteorológicas Modulares (EMM). Foram considerados critérios de acessibilidade dos materiais e facilidade de modificação no desenvolvimento do projeto. Todos os programas utilizados no desenvolvimento são softwares livres. Um dos elementos desenvolvidos, a placa de controle das EMM, possibilita medir diferentes parâmetros meteorológicos, além de realizar o registro dados e envio para um servidor. Também possibilita a inclusão de novos sensores. Por todos esses fatores, é considerada satisfatória quanto a sua funcionalidade. A estrutura mecânica das EMM atingiu um patamar de preço acessível a indivíduos e organizações como escolas e associações de moradores de bairro, e apresenta fácil adaptabilidade a diferentes condições de instalação. O custo total do sistema ficou abaixo de alternativas proprietárias amadoras e significativamente abaixo de alternativas proprietárias profissionais. Soluções acessíveis para alguns elementos da EMM ainda requerem testes mais aprofundados. Parte das ferramentas utilizadas na fabricação da placa de controle ainda carece de maior disseminação junto à sociedade para acessibilizar o sistema das EMM. Os registros de desenvolvimento do trabalho foram feitos em forma de documentação aberta por meio de cadernos de laboratório abertos. As atividades de fabricação, montagem e instalação das EMM foram feitas seguindo métodos colaborativos chamados de Encontros de Fabricação Colaborativa e Mutirões das EMM. O resultado deste trabalho, unindo as documentações, os registros dos métodos colaborativos de fabricação, montagem e instalação e as consolidadas oficinas do projeto, é sintetizado no Guia da Comunidade EMM. Este é um roteiro para quem quiser fazer parte e ampliar uma rede de monitoramento ambiental colaborativo com as EMM, e é baseado em atividades educacionais para compreensão dos diferentes elementos da ferramenta e para a emancipação tecnológica. Uma das EMM foi comparada com uma estação automática oficial do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Nessas comparações, as medidas de temperatura e pressão atmosférica apresentaram diferenças menores do que a acurácia dos sensores, enquanto a umidade relativa do ar apresentou uma diferença acima da acurácia do sensor. Este foi um primeiro passo de validação das EMM.

It was developed the hardware prototype of a meteorological monitoring system as free and open source hardware with focus on citizen science. The system is called Estações Meteorológicas Modulares (EMM, from Portuguese Modular Meteorological Stations). Affordability and reachability of materials and ease of remix were criteria considered in the development of this project. All the programs used in the development are free software. One of the elements developed, the control board of the EMM, is considered satisfactory in terms of: the parameters it enables to measure, the functionalities of communication and register of data, and the possibility of inclusion of new sensors.. The resulting solution to the mechanical structure of the EMM is low cost, affordable to schools and neighborhood associations, and is easy to adapt to different conditions of installation. The whole cost of the system is lower than proprietary amateur alternatives and significantly lower than proprietary professional solutions. Reachable and affordable solutions to some elements of the EMM still need some deeper testing. Some of the tools used to produce the control board still need a broader dissemination among the society in order to ensure the reachability and affordability of the EMM system. The work development registers were made as open documentation by means of open laboratory notebooks. The EMM fabrication, mounting and installations activities were made as collaborative methods called Encontros de Fabricação Colaborativa (from Portuguese, Collaborative Fabrication Gatherings) and Mutirões of the EMM. The result of this work, merging the documentation, the register of collaborative methods of fabrication, mounting and installations, and the consolidated workshops of the EMM project, are synthesized in the EMM Community Guide. This is a script to the ones who want to make part and expand the collaborative environmental monitoring network with the EMM, and it is based in educational activities to comprehend the different elements of the tool and to promote the technological emancipations. One of the EMM was compared to an official automatic meteorological station from Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, from Portuguese Meteorology National Institute). In this comparison, the temperature and atmospheric pressure measurements showed differences lower than the accuracy of the sensors used, and the relative air humidity presented a difference higher than the accuracy of the sensor. This was the first step to validate the EMM.