Bolsa de Iniciativas PRR

 

INTEGRATE - Information System for an Efficient Agriculture Water Management (ID: 152 )
Coordenador: IPB - Instituto Politécnico de Beja
Iniciativa emblemática: 4. Adaptação às alterações climáticas
Data de Aprovação: 2021-11-15 Duração da iniciativa: 2024-11-11
NUTS II: Alentejo NUTS III: Alentejo Litoral
 
Identificação do problema ou oportunidade

Num quadro de uma disponibilidade hídrica futura mais incerta entende-se que o regadio irá assumir um papel importante no aumento da resiliência dos sistemas de produção, dado que promove a regularização da disponibilidade do recurso água para as culturas e ajuda a combater os processos de desertificação do solo permitindo a fixação das populações nas regiões do interior do país. Em Portugal, mais de metade das explora­ções agrícolas dependem da água para a agri­cultura e o regadio é responsável por 60% da produção agrícola nacional.

Os atuais gestores dos aproveitamentos hidroagrícolas (AH) encontram inúmeras dificuldades no âmbito da gestão operacional das albufeiras, essencialmente no que diz respeito ao acesso automatizado a informação agregada em tempo real acerca do estado do sistema. Desta informação os níveis de água e volumes armazenados, as grandezas meteorológicas condicionantes do estado da massa de água, assim como os principais parâmetros de qualidade da água são os aspetos mais importantes a monitorizar.

Neste contexto importa desenvolver sistemas que reforcem a eficiência dos AH relativamente à gestão da água, conferindo-lhes melhor capacidade de resposta aos diferentes tipos de solicitações por parte dos regantes, enquanto utilizadores finais deste recurso, mas também às externalidades ambientais e de contexto social e económico, sob pena dos aproveitamentos não se conseguirem adaptar face ao impacto esperado das alterações climáticas. Quanto aos gestores de AH deve ser fomentada a sua capacitação no sentido de uma gestão integrada, preditiva e ao nível da bacia hidrográca.

 
Breve resumo da iniciativa a desenvolver

Pretende-se com a presente proposta de projeto a implementação de um sistema tecnológico que monitoriza através de uma rede de sensores instalados nas albufeiras e sua envolvente as principais grandezas hidrometeorológicas e de qualidade da água, que comunica com uma base de dados onde armazena esta informação e que a disponibiliza de forma integrada e estruturada em plataforma por forma a possibilitar uma melhor tomada de decisão por parte dos gestores desses AH, relativamente à gestão operacional e exploração dos sistemas, assim como melhorar as práticas agrícolas por parte dos regantes, disponibilizando informação em tempo-real e permitindo práticas ambientalmente mais sustentáveis ao nível da parcela. Desta forma permitir-se-ão criar as condições para uma mais eficiente utilização da água, responder às exigências da Diretiva Quadro da Água (DQA) relativamente à proteção das massas de água contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola, assim como melhorar os fatores de produção ao nível da parcela tornando a agricultura ambientalmente mais sustentável. 

De igual forma pretende-se que a plataforma possa ser utilizada na gestão que a DGADR tem prevista no âmbito das funções que lhe estão adstritas, ficando a mesma alojada num sítio para ser utilizada por todos os intervenientes relevantes do sector agrícola.

 Os casos de estudo serão localizados no Alentejo Litoral.

 
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro

 1 – Caracterização do funcionamento do aproveitamento hidroagrícola (AH) em estudo (Coordenação: DGADR | Parceiros: IPBeja, FENAREG, CERIS-IST, COTR, Conqueiros Invest Lda.)

                         Sistematização e caracterização geral das albufeiras de regularização associadas aos AH adotados como casos de estudo;

                         Caracterização geral, em termos de montantes de água colocados em jogo e dos seus padrões temporais, dos consumos a partir de cada AH, quer em condições médias, quer em condições sob restrição devido a escassez hídrica;

                         Análise do historial da exploração do AH, com ênfase para as regras de exploração aplicadas e para as garantias praticadas, tendo em vista identificar, quer a adequabilidade de tais regras/garantias, quer as situações passadas determinantes de mau desempenho ou mesmo de colapso;

2 – Implementação de uma rede de telemetria utilizando sensores wireless:

(Coordenação: IPBeja | Parceiros: DGADR, FENAREG, CERIS-IST, COTR, Conqueiros Invest Lda.):

                         Definição e descrição geral da arquitetura do sistema de recolha, transmissão, receção e validação dos dados atribuindo funções a cada subsistema e definindo os respetivos inputs e outputs;

                         Instalação de uma rede distribuída de sensores hidrometeorológicos e de qualidade da água, autossuficiente em termos de energia, constituída por vários subsistemas de nó remotos que comunicam com sistemas agregadores no sentido de recolha e envio para a cloud dos dados de monitorização;

                         Criação de modelo de aquisição de dados em contínuo que recorre a um sistema de comunicações categorizado em três níveis diferentes: a disponibilidade da informação processada pelo subsistema ao nível da Internet em geral; a transmissão da informação agregada entre o subsistema e os sistemas agregadores com um débito de dados médio e a comunicação de dados entre os sistemas remotos, com baixo consumo energético, e os sistemas agregadores, com baixo débito de dados;

                         Os dados serão encriptados para garantir a sua incorruptibilidade no que à segurança diz respeito, atendendo a que os AH são caracterizados como sendo infraestruturas críticas;

 

3 – Armazenamento e Processamento de informação hidrometeorológica e de qualidade de água:

(Coordenação: IPBeja | Parceiros: DGADR, FENAREG, CERIS-IST, COTR, Conqueiros Invest Lda.)

                         Construção de uma Base de Dados Dinâmica (BDD) que armazene as séries temporais relativas às variáveis quantitativas e qualitativas em estudo;

                         Desenvolvimento de modelos hidrológicos para preenchimento dos registos das variáveis hidrometeorológicas da BDD;

                         Desenvolvimento de modelos e de critérios de avaliação do desempenho das albufeiras de regularização do AH (incluindo priorização e garantias em diferentes cenários de disponibilidade hídrica), atendendo aos diferentes usos consumptivos em jogo: rega, lazer e hidroeletricidade;

                         Análise da informação recolhida por forma a concluir sobre a evolução dinâmica e em tempo real da qualidade e da quantidade de água no sistema AH e, assim, propor orientações quanto à gestão de tal sistema e à consequente alocação do recurso;

                         Simulação de diferentes cenários e regras de operação dos anteriores sistemas de AH que tenham em conta alterações às disponibilidades e ao consumo induzidas por fenómenos meteorológicos extremos (ondas de calor ou secas);

 

4 – Criação de Plataforma agregadora de informação e integração com sistemas existentes

(Coordenação: IPBeja | Parceiros: DGADR, FENAREG, COTR, Conqueiros Invest Lda.):

                         Desenvolvimento de uma plataforma digital integrando todos os anteriores módulos, contendo um sistema de back-end que forneça serviços de gestão de dados que permitam disponibilizar informação às explorações assim como de apoio à tomada de decisão.

                         Desenvolvimento de sistema de front-end multinível (acesso a gestor de albufeira e end-users regantes diferenciado) baseado em padrões de usabilidade.

                         Integração com sistema de informação a ser desenvolvido no âmbito do projeto PARE (Plataforma de Avisos de Rega) da DGADR com vista a complementar as funções da plataforma;

                         Integração com plataformas SIG existentes nos AH.

 

5 - Produção de Manuais, Validação dos Sistemas e Ações de Demonstração e Disseminação e Capacitação

(Coordenação: IPBeja | Parceiros: DGADR, FENAREG, COTR, Conqueiros Invest Lda.):

                         Elaboração de manuais técnicos com orientações para a gestão operacional do sistema de telemetria;

                         Validação da plataforma de informação com recursos a métricas de performance no acesso e usabilidade. Plataforma a ser integrada na DGADR;

                         Disseminação dos resultados obtidos através de ações juntos dos parceiros e utilizadores;

                         Elaboração de manuais com orientações e procedimentos relativamente à expansibilidade da rede de telemetria, sistema de gestão e processamento da informação.

 
Interlocutor: João Filipe Santos   Email interlocutor: joaof.santos@ipbeja.pt   Email entidade: geral@ipbeja.pt