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DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA DE DETECÇÃO E ALERTA DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS DE CURTA DISTÂNCIA (SHORT-RANGE)
Armando Heilmann
Universidade Federal do Paraná/Grupo de Fenômenos da Eletricidade Atmosférica/Departamento de Engenharia Elétrica – Campus Curitiba
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A rede (Storm Detector Network - SDN), desenvolvida pelo Grupo de Fenômenos da Eletricidade Atmosférica (FEA/UFPR), é um sistema de localização de raios baseado no dispositivo (SDD), um detector de descargas atmosféricas de curto alcance baseado no circuito integrado AS3935. A rede SDN conta com sistema de coleta de informação remoto, algoritmo de separação de eventos e localização de raios. Para separar os eventos em prováveis raios, utiliza-se uma estratégia simples, porém eficaz, para determinar se um grupo de eventos de detecção com o mesmo tempo de ocorrência pertencem a uma ou mais descargas atmosféricas. Para a localização dos raios, utiliza-se o algoritmo de Levenberg-Marquardt, que se mostrou eficiente em resolver problemas de multilateração. Os raios coletados pela SDN permitem que uma série de algoritmos sejam desenvolvidos com o objetivo de rastrear e calcular parâmetros das tempestades, entre os quais a Área Ampla de Probabilidade (Wide Area Probability - WAP) de ocorrência de raios, nível de risco de raios e Densidade de Extensão dos Flashes (DEF), usando somente as informações de raios como dados de entrada. Os algoritmos desenvolvidos, bem como o sistema de alertas, compõem um painel denominado Interface TrackingStorm (TSI). Para validar esses algoritmos, utiliza-se uma simulação simples de tempestade, baseada em modelo, que possibilitou testar o sistema com grandes quantidades de dados. A rede SDN, em ambiente de simulação, apresenta 98% de eficiência de detecção e localização de raios, com erro médio de 495.2 m e acurácia de 971.8 m. Para tempestades de longa duração, os resultados de rastreamento, velocidade e direção das tempestades são coerentes com os valores de simulação e podem ser usados para aprimorar um sistema de alerta para a SDN, podendo atingir uma eficiência de aproximadamente 87% quanto a alarmes falsos.
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