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[ SÉRIE EQUIPAMENTOS DE CAMPO ]

DRONES NOS OS ESTUDOS DE FAUNA

Dr. Thomaz Lipparelli Zoólogo

DRONES NOS ESTUDOS DE FAUNA SÉRIE EQUIPAMENTOS DE CAMPO 1a. Edição. 2016 BIOHUB Cursos e Treinamentos Ambientais Direitos desta edição reservados à LP AMBIENTAL LTDA Autor Biólogo Dr. Thomaz Lipparelli - Zoólogo É permitida a reprodução total ou parcial desta obra, desde que citada a fonte. font Obra sem fins comerciais.

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Imagens obtidas nos seguintes ban ncos de Imagens: Fotolia, Pixabay, 123 3RF e Shutterstock

Sumário 1. INTRODUÇÃO........................................................................................................

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2. CONCEITO DE DRONES..................................................................................

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3. MICRODRONES....................................................................................................

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4. USO CIENTÍFICO................................................................................................ CIENTÍFICO................................................................................................ 20 5. DRONES E FAUNA............................................................................................... 22 6. REGULAMENTOS.................................................................................................. REGULAMENTOS.................................................................................................. 39 7. BIBLIOGRAFIA..................................................................................................... 45

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Introdução Rinocerontes, elefantes, girafas e leões estão sendo monitorados nas savanas africanas. Proteger esses animais e a saúde desta planície é um desafio significativo, significativo, que muitas vezes exige muitas pessoas, tempo, dinheiro e riscos. riscos Felizmente, uma nova ferramenta ferramenta acessível está surgindo na esfera da conservação e estudos de fauna: os veículos aéreos autônomos ou simplesmente drones. O uso de drones vem se popularizando no segmento ambiental, pois é mais rápido, eficaz e de fácil acesso às áreas fechadas ou inacessíveis. De fácil operacionalidade, podem ser utilizados, por exemplo, no mapeamento e vigilância de áreas protegidas, monitoramento da biodiversidade, combate à incêndios florestais, caça e exploração de recursos naturais.

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Instituições internacionais de proteção à natureza, órgãos de fiscalização ambiental em países africanos e asiáticos, já utilizam drones em seus projetos de monitoramento da fauna com resultados promissores. No Brasil seu uso é recente e restrito; apesar da imensa potencialidade , seja em diagnósticos ambientais, estudos de impacto ambiental, censo, levantamento e monitoramento de fauna, e muitos outros. Os drones são equipamentos que podem ser utilizados em diferentes ambientes , inclusive no período noturno, quando dotados de visão infra-vermelha. Uma solução de baixo custo para obtenção de informações de relevância técnica e científica. Motivado por suas potencialidade, apresento algumas informações técnicas e operacionais destes, ao meu ver, um dos mais promissores instrumentos para os estudos faunísticos do século XXI. - os drones.

Prof. Dr. Thomaz Lipparelli - Zoólogo Outono de 2016

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Conceito Conceito DRONE é uma palavra inglesa que significa "zangão", na tradução literal para a língua portuguesa. No entanto, este termo ficou mundialmente popularizado para designar todo e qualquer tipo de aeronave não tripulada, tripulada, mas comandada por seres humanos a distância. ncia. No Brasil, os drones também podem ser chamados de VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) ou RPA (Remotely--Piloted Aircraft). Originalmente os drones foram projetados com objetivos militares, para atuarem em ambientes hostis ou em situações de extremo perigo, como reconhecimento de território inimigo ou buscar lugares contaminados com substâncias químicas letais ao homem. Na prática, os drones são equipamentos uipamentos que utilizam uma tecnologia similar aos dos clássicos veículos de controle remoto. São produzidos com materiais resistentes e comandados a distância através de sinais de rádio ou até mesmo via satélite.

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A popularidade do equipamento cresceu no final da primeira década do século XXI, quando os drones começaram a ser utilizados por civis para fins de entretenimento. Fotógrafos e cinegrafistas, por exemplo, utilizam drones com uma câmara acoplada para conseguir imagens de ângulos aéreos inusitados. Mais recentemente, os drones estão auxiliando em projetos de conservação da natureza, na fiscalização de propriedades, no combate ao desmatamento e caça ilegal, no controle de fronteiras, no combate a pragas na agricultura, na identificação de falhas de plantio e mais recentemente, em estudos ambientais.

Drones de pequeno porte, em sua grande parte, são equipamentos elétricos, possui motores silenciosos e bateria recarregável. Por não possuírem eixos móveis no comando dos motores, são menos suscetíveis a falhas mecânicas que um aeromodelo do tipo helicóptero. Devido a isso seu custo operacional é baixo. Pode ser controlado por Controle Remoto (RC) ou voar autonomamente com a ajuda de um sistema de navegação por GPS (Global Posicioning System), realizando assim vôo autônomo com GPS integrado e rotas prédefinidas. Fornece a possibilidade de interromper a qualquer momento a mudança do vôo automático para o manual e vice-versa, desta forma possibilita o vôo estático geoestacionário. A sua simplicidade de construção, o fato de todos os rotores contribuírem para a força propulsora e ainda, a carga útil na decolagem serviu como principais atributos. Usando baterias de lítio-polímero recarregáveis com uma alta relação energia/massa, é possível conseguir voar até 30 minutos. Melhorias futuras, como células a combustível em miniatura, estão em desenvolvimento, o que permitirá vôos de maior duração.

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Pode ser equipado com câmaras convencionais, infravermelho e vídeo. Por estar conectado por meio de vídeo link à estação base, pode-se acompanhar e escolher pessoalmente as imagens em tempo real e no local, pois se tem a noção exata do que esta sendo imageado. Possui dois programas de segurança: um em caso de perda de sinal RC, por mais de 30 segundos, ou perda dos sinais de GPS, retornando ao ponto de partida. Em caso de bateria fraca, dá um sinal de alerta e procede para o pouso. É um equipamento de fácil portabilidade, treinamento e operação simples. Há uma grande variedade de formas, tamanho, configurações e características de drones (VANT's). Os drones podem ser controlados de duas formas: alguns a partir de um local remoto (que pode ser de centenas de metros ou até mesmo a milhares de quilômetros de distância, em outro continente), e outros que voam de forma autônoma com base em planos de vôo pré-programados, usando complexos sistemas de automação dinâmica por meio de GPS. A maioria deles permite que pilotos possam alterar os controles manuais e autônomos conforme conveniências.

Fonte: estadao.com.br 9

Fonte: istoe.com.br

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Microdrone MICRODRONES Com os avanços da engenharia de controle e ciência dos materiais, foi possível desenvolver pequenos VANT's quadrotores, também conhecidos como microdrones, que podem ser equipados com câmaras e outros sensores, e operados por uma estação de controle no solo. São veículos originalmente desenvolvidos para fins militares, que passaram a ser utilizados por civis. Dessas aplicações, destacam-se destacam se a obtenção obte de imagens aéreas convencionais, em tempo real, com infra-vermelho infra vermelho para visão noturna e modelos estereoscópios para fotogrametria. Um drone é capaz de voar automaticamente em uma trajetória predefinida, a uma gama de aplicações possíveis é ampliada de d forma significativa. O desenvolvimento da integração dos sistemas de navegação dos sistemas GPS/INS/MAG e um navegador waypoint para decolagem e pouso vertical (VTOL), possibilitou a criação de equipamentos com quatro rotores não tripulados e com a capacidade capa de decolagem lagem com peso inferior a 1 kg. Os drones quadrotores destacam-se destacam se devido à simplicidade mecânica e às facilidades de execução de manobras de vôo, tornando-se tornando se um campo de interesse de muitas pesquisas. O auto grau de liberdade permitido ao vôo vôo pode ser explorado de forma a obter informações que até então não eram possíveis, pois incorporam tecnologias que permitem decolagem vertical, vôo pairado, facilidade de aterrissagem em pouco espaço, sensores inerciais e de presença de obstáculos. Permitem, tem, além disso, obter uma ampla visão do meio ambiente, sendo útil em muitas aplicações como monitoramento ambiental, vigilância e gestão. 11

COMO FUNCIONAM Analogias entre microdrones e helicópteros Os helicópteros possuem três movimentos que os diferenciam dos aviões: voar para trás, girar no ar em seu eixo vertical e pairar no ar mantendo a mesma posição, que é sua característica mais importante. Essa liberdade extra e a habilidade necessária para dominá-la fazem os helicópteros instigantes e complexos. Todas essas manobras são impossíveis de fazer com um avião convencional, pois ele normalmente precisa voar para frente para gerar sustentação. Os microdrones tem as mesmas características que os helicópteros, com o diferencial de o conjunto todo ser mais simples de funcionar e operar. Os comandos básicos do controle do helicóptero que passam a ser análogos ao drone são: Sustentação (Lift), Direção (Yaw), Inclinação (Pitch), Rolamento (Roll). A Figura abaixo faz uma analogia dos movimentos de um microdrone com os movimentos de um helicóptero

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Limitações na utilização dos microdrones Os microdrones, especialmente os de baixo custo, possuem limite de carga útil, peso e dimensões dos sensores, de modo que muitas vezes o baixo peso dos sensores é determinante para a seleção de câmeras de pequeno e médio formato. Portanto, em comparação com as câmaras de grande formato, os microdrones têm que adquirir um maior número de imagens a fim de obter a mesma cobertura e resolução. Além disso, sensores de baixo custo, normalmente são menos estáveis do que os sensores de alta tecnologia, o que resulta em uma qualidade de imagem reduzida. Portanto, essas limitações de carga exigem o uso de unidades de baixo peso de navegação, o que implica resultados menos precisos para a orientação dos sensores. Além disso, os microdrones de baixo custo são normalmente equipados com motores menos potentes, o que limita a altura alcançável.

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Registro de dados de vôo Modelos mais recentes de microdrones, estão equipados com um sistema de "caixa preta" que registra cada movimento de comandos de controle de vôo e de posição. O princípio é o mesmo usado na aviação comercial que permite a análise altamente detalhada dos sistema. O cartão SD de bordo permite que o drone grave muito mais dados dos que aqueles que se vê normalmente na tela do mdCockpit durante o vôo, registra cenas de pacotes de dados diferentes a cada segundo. Todos esses dados podem então ser carregados em um programa da microdrone chamado "SD-CARD" que grava os dados de vôo. Tal programa permite que o operador recarregue vôos anteriores, a fim de analisá-los em detalhes. Todos os dados são então convertidos em gráficos e texto para análise. O Auto Software de análise de dados varre cada vôo realizado e, se encontrar alguma alteração, não só vai dizer o que é como também vai criar automaticamente um link para exibir onde o problema está localizado. Pode-se então, salvar o arquivo de paginação/dados e enviálos para análise posterior.

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Vantagens dos microdrones De modo geral, os modelos de microdrones disponíveis no mercado, com quatro motores elétricos brushless é leve e confiável. Não há equipamento ou sistema de transmissão para seu comando e nem servos auxiliares para a navegação. A velocidade de cada rotor determina o vôo. Os motores elétricos de velocidade relativamente lenta, garantem baixas vibrações e o sistema opera em nível de ruído muito baixo, tem um modo de vôo autônomo por isso é equipado com todos os sensores necessários e de alimentação do computador para controlar controlar o vôo e realizar as missões e tarefas sem um operador humano. Também é equipado com recursos de segurança para evitar que o operador cometa erros graves, e garantir um pouso seguro no caso de haver um problema técnico. A construção do sistema, com baixo bai peso e peças flexíveis, torna possível a operação em locais povoados, sem perigo de prejudicar seriamente as pessoas ou infra-estrutura infra estrutura em caso de acidente. O sistema não necessita de local de pouso e decolagem preparado e pode estar no ar em poucos minutos minutos após a chegada ao local de vôo. Uma das vantagens mais significativas da utilização deste equipamento para os estudos de campo refere-se refere ao fato que estes drones possam incorporar certas características, tais como estabilidade de vôo por sensores inerciais rciais e GPS, altura constante, registro das informações por toda a rota de vôo, georreferenciamento de imagens e facilidades de programação do planejamento de vôo.

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Estação base A estação base é na realidade uma maleta ligada a um notebook com o software mdCockpit instalado e configurado, além de uma antena transmissora. ora. A estação gerencia todas as etapas do vôo programado ou assistido, ou seja, o planejamento, a execução e atitudes do vôo. O sistema de comunicação constante faz com que permanentemente a estação base receba e envie dados ao drone. A estação base combina múltiplas funções, sendo que a mais importante delas é como estação receptora de vídeo e de dados de telemetria enviados pelo drone. Os sinais recebidos são decodificados icados e preparados para o uso em qualquer computador ou plataforma de trabalho, além disso, a estação base serve como unidade de carga de baterias recarregáveis. A estação base concentra todas as informações relevantes para o vôo usando o aplicativo mdcockpit. O decoder downlink recebe a telemetria do drone e exibe todos os dados importantes quanto à voltagem da bateria, altitude, posição, atitude, duração do voo, velocidade, distância, temperatura ambiente, rotações do motor, status e muitos outros detalhes deta

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Rádio de controle – RC O sistema de transmissão usado para comandar o drone no modo assistido, sugerido pela maioria dos fornecedores, é um Rádio de Controle (RC) conforme mostra a Figura abaixo. abaixo. Esse transmissor é equipado com um módulo sintetizador de RF (rádio freqüência) que permite a seleção de qualquer canal na faixa de 35 MHz, sem alterar o cristal. A posição de seu uso pode ser ajustado e inclinado para melhor manipulação do piloto.

Rádio Transmissor com os comandos comandos básicos do drone

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Qualidades da imagem A nitidez das imagens obtidas a bordo de uma aeronave depende da estabilidade da aeronave em vôo. Aeronaves em escala reduzida são menos estáveis e apresentam maior vibração mecânica que as aeronaves em tamanho real. Quanto menor for o tempo de exposição na aquisição de uma imagem, maior será a possibilidade de se obter uma imagem nítida com a aeronave em movimento e sujeita a vibrações. Os fatores que afetam a qualidade das imagens obtidas são: sensibilidade do elemento capturador de imagem, abertura do diafragma, tempo de exposição, condições de iluminação do local, velocidade horizontal da aeronave, vibração linear da aeronave na direção dos eixos de arfagem e rolagem, vibração angular da aeronave em relação aos eixos de arfagem, rolagem e guinada. Uma característica importante para a obtenção de imagens nítidas é a velocidade de vôo da aeronave. Quanto mais baixa for essa velocidade, maior é a possibilidade de obtenção de imagens nítidas para uma mesma condição de iluminação. A velocidade mínima de vôo de uma aeronave depende do seu tipo.

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Fotografia 3D A fotografia 3D é uma das áreas de pesquisa recentes que tem se mostrado ser mais promissoras em computação gráfica. Isso se deve a vários motivos. Em primeiro lugar, a área unifica técnicas de visão computacional, processamento de imagem, modelagem geométrica e visualização. Nesse sentido, ela pode ser considerada como uma subárea da modelagem e visualização baseada em imagens. Em segundo lugar, o rápido pido desenvolvimento de equipamentos digitais de fotografia e vídeo possibilita a construção de sistemas de aquisição 3D muito efetivos e de baixo custo. Em terceiro lugar, a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de imagens tem inúmeras aplicações aplicaçõ em diversos campos, tais como arqueologia, patrimônio histórico e cultural, artes, educação, comércio eletrônico e desenho industrial. O resultado final do processo de fotografia 3D é um modelo geométrico do objeto que define a geometria, topologia, e outras propriedades do objeto real. Esse modelo permite extrair diversas informações para operações com o objeto, tais como: medições, simulações e visualizações.

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Uso Científico Existem xistem vários tipos de quadromotores (microdrones) voltados voltado às investigações científicas. Suas aplicações são variadas, bem como as tecnologias a eles incorporadas. No entanto, servem como alternativas de sensoriamento remoto para obtenção de imagens aéreas. Sabe-se se que a fotogrametria clássica ssica continua sendo uma alternativa de alto custo para o recobrimento de grandes extensões de mapeamento em escala do mapeamento sistemático, entretanto, em áreas de pequena dimensão, ou para levantamentos por períodos curtos, ela não é viável do ponto de vista econômico. Nesse contexto, os drones de pequeno porte tem grande potencial para obtenção de material fotográfico e vídeos que possam ser utilizado no auxílio de cadastramento de dados e no planejamento das atividades de pesquisa que ocorrerão em solo.

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Atualmente, o Google Earth disponibiliza uma vasta gama de imagens de todo o mundo, obtidas com os mais diferentes sensores e mescladas em diferentes momentos, com as mais variadas qualidades fotográficas, porém, para pesquisas mais detalhas, ainda não são recomendadas. No dia a dia, freqüentemente se depara com situações que denotam a necessidade de um meio de obtenção de imagens aéreas de forma mais ágil, econômica e precisa a fim de que fenômenos dinâmicos sejam monitorados em tempo real ou hábil. O auto grau de liberdade de vôo permitido pelos drone (decolagem vertical, vôo pairado estabilizado, posicionamento e facilidade de aterrissagem) esta sendo explorado com essa finalidade nos estudos científicos, em especial os relacionados à vida selvagem. Pesquisadores do mundo todo, estão se utilizando desta tecnologia com objetivos diversos, entre os quais, monitorar mudanças ambientais, acompanhar padrões e comportamentos da vida selvagem e para medirem processos biológicos em curso.

Este é um mosaico composto de 14 imagens de drone ( Fonte: conservationdrones.com)

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ODrones que diz&a Fauna legislação O tempo excessivo e o alto custo para inventariar todo um ambiente tornam-se se grandes empecilhos para a avaliação ambiental. O uso de drones é uma alternativa interessante, sobretudo em projetos de levantamento e monitoramento de fauna. No Brasil, os estudos faunísticos com o uso desta tecnologia ainda são incipientes, apesar da ampla gama de oportunidades, oportunidades seja na descrição física e biótica a dos ambientes onde a(s) espécie(s) habitam, e até mesmo na definição das chamadas áreas de influência dos empreendimentos. As imagens aéreas geradas por drones, podem dar suporte ao estudos de fauna conduzidos em terra, seja caracterizando a paisagem em estudo, selecionando a área a ser inventariada e/ou monitorada, prospectando dados que permitam avaliar, definir critérios físicos e bióticos que melhor correspondam ao que se pretende avaliar, obtendo obtendo novas variáveis para o desenho amostral do estudo, avaliando a dinâmica da área em um escala de tempo e, monitorando (em tempo real) e fiscalizando a área e seus componentes faunísticos objetos de estudo.

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Antes de elaborar um "plano de vôo" para o seu drone, sugerimos algumas questões de ecologia de paisagem que podem ser previamente definidas, para maior assertividade dos estudos faunísticos, entre as quais, destacamos: 1. Reconhecendo a paisagem de estudo As imagens aéreas a serem geradas pelos drones irão apontar vários elementos presentes que compõem a paisagem onde a espécie, objeto de estudo, é encontrada. Entretanto, a paisagem que estaremos definindo, em uma abordagem ecológica, nada mais é do que um mosaico heterogêneo formado por unidades interativas, segundo aquele que a observa, em uma determinada escala de observação. Ao observarmos uma imagem aérea do local de estudo, definimos nossa concepção de paisagem, mas se pensarmos na percepção de paisagem que o pequeno roedor do cerrado Necromys lasius que ocorre no local, provavelmente será distinta da percepção de um grande felino que lá também habita. Assim, o primeiro grande desafio é analisar as imagens geradas pelo drone e conceituar a paisagem de estudo.

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2. Definindo a abordagem ecológica De posse das imagens geradas, podemos interpretá-las sob o ponto de vista da espécie a ser estudada. Numa abordagem ecológica, damos maior ênfase às paisagens naturais e não necessariamente trabalhamos com macro-escalas (imagens de satélite), reforçando a maneira como as espécies se relacionam com a paisagem. As imagens possibilitam avaliar a estrutura e a dinâmica de mosaicos heterogêneos e seus efeitos sobre os processos ecológicos. O tamanho dos fragmentos, o isolamento e as conectividades poderão ser avaliadas pelas imagens geradas e, desta forma, poderá avaliar se há risco de extinção, se há migrações e até mesmo recolonizarão. Na abordagem ecológica, busca-se padrões e interações que possivelmente ocorra no mosaico como um todo. As imagens geradas, sejam em vídeo ou fotográficas, permitirão observar a influência destes padrões espaciais sobre os processos ecológicos (obtidos em campo) que porventura estejam influenciando a ocorrência e distribuição da(s) espécie(s) em estudo.

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3. Definindo a escala de paisagem Uma abordagem geográfica também pode ser feita a partir das imagens geradas pelo drone. Ao avaliamos os ecossistemas naturais agregados e os diferentes tipos de uso, temos que considerar a extensão de uma paisagem. A escala a ser adotada poderá considerar: (a) a relevância para a conservação da(s) espécie(s) em estudo, (b) que traga subsídios para o melhor manejo da paisagem e (c) que traga informações espaciais quanto aos processos ecológicos que estão acontecendo em sua extensão. Entretanto, um espaço geográfico pode ser percebido como paisagens totalmente diferentes para espécies distintas em função de suas características biológicas específicas e por responderem de forma diferente ao ambiente. Um trabalho de campo preliminar, por exemplo, pode revelar a ocorrência de espécies que habitam os dosséis e que sofrem com os efeitos de fragmentação, espécies que vivem em bandos e não sobrevivem em ambientes nãoflorestal, espécies que necessitam de grandes áreas de extensão e que desaparecem em ambientes fragmentados, espécies que são relativamente comuns em áreas reduzidas, fragmentadas e secundárias, etc. Nesses casos, a seleção da escala espacial correta para medir a estrutura da paisagem, seja numa abordagem única ou multi-espécie, é uma decisão essencial para avaliar como a fragmentação do habitat pode estar afetando a incidência e a persistência das diferentes espécies que no ambiente habita. Assim, em estudos de paisagem existem duas questões fundamentais quanto à determinação da escala a primeira está no fato de se estabelecer a escala para avaliação da paisagem e a segunda, é o conhecimento da escala que espécies selecionadas respondem aos efeitos de degradação ambiental existentes no local (ou nas proximidades).

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4. Reconhecendo a proporcionalidade dos habitats As imagens geradas por drones em um rápido sobrevôo na área, nos permite avaliar se a paisagem em estudo é composta inteiramente por floresta, ou contem alguns e dispersos remanescentes florestais em seu interior e até mesmo se a vegetação natural esta sendo suprimida. A partir das imagens geradas, pode-se também prever a inexistência de certas espécies na paisagem. Alguns mamíferos, por exemplo, são extremamente sensíveis e desaparecem a qualquer sinal de supressão vegetal. Outras espécies estarão presentes, apesar do distúrbio ambiental e da baixa porcentagem de vegetação remanescente. Conhecer a área de vida das prováveis espécies a serem encontradas na área, é de extrema importância quando da análise das imagens. As imagens geradas pelos drones podem nos auxiliar no reconhecimento do tamanho dos fragmentos, na existência ou não de conectividade entre eles e, sobretudo, na compreensão dos efeitos da fragmentação na manutenção das espécies. Lembrando que a fragmentação normalmente leva ao isolamento, à diminuição da disponibilidade de habitats, e pode influenciar a capacidade de dispersão, distribuição espacial e a diminuição da variabilidade genética. Ou seja, quanto maior a quantidade de vegetação em uma paisagem, mais as características responsáveis pela manutenção dos processos ecológicas e, conseqüentemente, a biodiversidade são mantidos.

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5. Reconhecendo o tamanho dos Fragmentos Conhecer com exatidão o tamanho dos fragmentos é de extrema importância quando se pretende avaliar a qualidade de um ambiente. As imagens geradas permitem avaliar com precisão o tamanho dos fragmentos florestais, o que antes, somente era possível com o georreferenciamento em campo, algo caro e demorado. Há diversas teorias e conceitos em biologia da conservação que sugerem que grandes manchas de vegetação nativa são importantes para a conservação da biodiversidade. Muitos estudos apontam que fragmentos maiores possuem maior diversidade de habitat, tem mais áreas de interior, menor intensidade do efeito de borda, mais recursos disponíveis para as espécies, mais chances de receber migrantes e as populações nativas têm menor risco de se extinguirem por eventos estocásticos (demográficos e genéticos). As imagens nos permite avaliar também o tamanho relativo da área florestal para com o ambiente. É importante considerar que áreas que podem ser pequenas em paisagem, com alta porcentagem de vegetação, podem apresentar importância relativa diferente daquela observada nas áreas com vegetação natural reduzida. Isso se dá, principalmente, em estudos de escolhas de áreas prioritárias, as quais, no segundo caso, podem ter um peso importante, pois podem representar áreas-fontes, que abastecem os fragmentos menores,, e serem mantenedoras da biodiversidade regional, por fornecer em maior suporte às espécies que ali vivem.

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6. Reconhecendo a amplitude das bordas As imagens geradas pelos drones permitem avaliar o chamado "efeito de borda" nos fragmentos florestais e, conseqüentemente, seus efeitos sob a fauna. A borda é a região que delimita externamente a área florestal. A borda influenciam, com maior ou menor intensidade intensidade a área florestada, pois desencadeiam mudanças de gradientes bióticos e abióticos e, conseqüentemente, a estrutura florística e faunística dessa região. Esse efeito é denominado "efeito de borda" e está diretamente ligado ao tamanho e à forma do o remanescente florestal, pois se intensifica com o aumento da área de contato das florestas com o ambiente externo. O efeito de borda pode ser uma das variáveis a serem estudadas quanto à fragmentação florestal, já que com o aumento de áreas de borda, altera a consideravelmente a composição estrutural do seu interior e conseqüentemente, a qualidade do ambiente. A intensificação desse efeito pode significar também, uma redução da área de vida de muitas espécies sensíveis de interior de mata.

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7. Reconhecendo o grau de isolamento isolamento dos fragmentos Outra abordagem que pode ser processada com as imagens geradas pelos drones é o grau de isolamento dos fragmentos. Entretanto a grande dificuldade desta análise é como determinar se uma área esta ou não isolada. Na teoria de Metapopulação, o isolamento é relevante, pois quanto mais isoladas os habitats de vida estiverem, menor é chance de serem colonizadas. A falta de fluxo de indivíduos entre os remanescentes pode gerar populações relictuais. Entretanto, Entretanto sabe-se se que o isolamento funciona de forma diferente para as espécies, devido às suas características. Certas espécies de aves, por exemplo, não transpõem as áreas entre os fragmentos, por serem presas fáceis aos seus predadores. Outras, chegam a atravessar atravessar extensas áreas abertas em vôos de bandos. Nas análises das imagens geradas, a primeira variável a ser analisada quanto ao isolamento, é a distância entre os remanescentes de habitat, o que os drones podem executar com altíssima precisão. Obviamente que quanto maior a distância entre estes, maior o isolamento e, portanto, menor fluxo de indivíduos. Entretanto este não é a única variável que separa ou conecta as populações divididas espacialmente e que serão objetos de estudo. Para isso deve-se deve se também avaliar a existência ou não de conectividade.

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8. Reconhecendo a conectividade entre fragmentos As imagens geradas pelos drones também permitem avaliar a ausência, presença e amplitude das chamadas conectividade entre os fragmentos. A análise das imagens, permitem avaliar a conectividade estrutural, seja no arranjo espacial da paisagem, densidade, complexidade dos corredores existentes e a composição da matriz ao redor dos fragmentos. De posse destas informações e conhecendo as características das espécies, pode-se se avaliar a conectividade funcional - definida pelo grau com que uma espécie pode se mover através da paisagem detectada.

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9. Reconhecendo a disposição dos remanescentes vegetais Outra possibilidade de análise a partir das imagens geradas por drones, é como as áreas florestadas estão dispostas no ambiente, já que determinam a presença ou não de certas populações, especialmente quando em proporções baixas do habitat original. Como postula o modelo de metapopulações,são melhores os fragmentos do mesmo tamanho próximos do que distantes, e a conformação dessas áreas na paisagem também pode ser um facilitador do fluxo de indivíduos. Os Estudos como o apresentado por Andreassen Andreas & Ims (1998), por exemplo, mostram que a movimentação de pequenos roedores roedores interinter fragmentos era duas vezes maior quando havia redução da distância entre as áreas.

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10. Reconhecendo a ocorrência de corredores Os corredores são responsáveis pela conectividade estrutural entre dois fragmentos anteriormente conectados. Predominantemente, com disposição espacial linear, permitem o movimento da fauna entre os segmentos e áreas de vegetação, aumentando o tamanho das populações e o fluxo gênico. Alguns criticam os corredores pelos efeitos negativos que podem causar, como o espalhamento de fogo e epidemias, entretanto a presença de corredores tem sido considera muito mais positiva do que negativa. Portanto, o uso de drones possibilita avaliar a diversidade de áreas que estão ou não conectadas, se esta ou não ocorrendo re-colonização ou se a perda de corredores é responsável pela diminuição e qualidade dos ambientes.

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11. Avaliando a Matriz Os drones também permitem avaliar a composição da matriz. A matriz, em estudos de Ecologia de Paisagem, é entendida como a área dominante na paisagem. Em paisagens modificadas, geralmente quando a vegetação não é nativa, a matriz pode representar diferentes graus de resistência à passagem da fauna, podendo funcionar como barreira ou até apresentar alta permeabilidade. Compreender os efeitos da matriz sobre a conectividade da paisagem, em relação à dinâmica das populações, exige compreensão dos movimentos dos animais e de dispersão de sementes e agentes que transportam os grãos de pólen, no caso da vegetação. Estas informações podem ser incorporadas à análise de integridade do ambiente em estudo, sendo de suma importância na avaliação dos impactos da agricultura, pastagens e edificações sob a fauna local. Em paisagens com baixa ocorrência de vegetação nativa, a matriz pode ser de grande importância na conectividade de habitats, pois poderá ser o único meio de manutenção do fluxo biológico entre fragmentos remanescentes.

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12. Identificando trampolins ecológicos Avaliando as imagens produzidas por um drone, também nos permite identificar pequenas "manchas" de vegetação, que podem funcionar como pontos de parada entre áreas homogêneas de uma paisagem. Estudos apontam que a eficiência dos tranpolins ecológicos é influenciada pela resistência da matriz e a capacidade da fauna em atravessar trechos da matriz. Os sistemas agroflorestais, por exemplo, podem ser usados por parte da comunidade de aves e mamíferos como tranpolins ecológicos, restabelecendo em parte, as funções ecológicas perdidas com a fragmentação. Entretanto, as investigações em campo poderão responder quais espécies são mais capazes de cruzar áreas abertas entre as manchas de vegetação.

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13. Monitoramento de fauna Modificações ambientais, geralmente, são pouco sentidas em certas escalas de observação e em curto espaço de tempo. O uso de drones permitem uma avaliação mais precisa das modificações ambientais em curso, além do baixo custo operacional. Após a seleção das espécies ou grupos a serem monitorados, utiliza-se as imagens gerados pelos drones para se definir o estado inicial do ambiente em estudo. Estas imagens (fotografias ou vídeos) podem ser utilizadas para comparação com os valores que representarão as alterações futuras nas características da área de estudo, algo de extrema importância à manutenção dos grupos monitorados.

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14. Passagem de fauna pela matriz Em ambientes antropizados, o monitoramento de espécies generalistas (aquelas que conseguem usar e atravessar a matriz) tem sido objeto de estudos de monitoramento. Mamíferos de médio e grande porte estão permanentemente transitando entre os fragmentos, seja pela própria matriz e/ou por corredores que os conectam. Porém, se o objetivo é verificar o efeito dos desmatamentos e formação de áreas agrícolas ou de pastagem sob a fauna, as imagens feitas por drones, podem trazer informações interessantes sobre a permeabilidade da nova matriz pela fauna. O registro fotográfico ou de vídeo da matriz, permite mensurar o deslocamento de mamíferos de médio e grande porte que já foram descritos para o fragmento. Algumas espécies possuem grandes áreas de vida, portanto, percorrem maiores distâncias na busca por alimento, sendo muitas vezes necessária a transição pela matriz. As imagens proporcionam o mapeamento dos pontos de passagem da fauna pela matriz. Com o georreferenciamento dos pontos, é possível escolher com maior precisão os melhores locais para se instalar as armadilhas fotográficas, que permitem estabelecer as espécies e, em alguns casos até determinar indivíduos a serem monitorados.

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15. Passagem de fauna em rodovias Questões ambientais ligadas à implantação de estradas e rodovias ( estruturas lineares) estão sendo analisadas em todo o mundo, como: alterações do ciclo hidrológico, dispersão de sementes exóticas, mudanças microclimáticas, perda de habitat, fragmentação de ambientes naturais e, principalmente o atropelamento de animais silvestres. Ao longo de uma rodovia ou estrada existem inúmeros pontos de travessia da fauna, alguns com elevados índices de atropelamento. O uso de drone permite identificar certos aspectos da paisagem onde a estrada ou rodovia esta inserida, como a distribuição espacial dos fragmentos de ecossistemas naturais ou antropizados, a presença ou não de conectividade (corredores) entre eles e a qualidade da matriz circundante, variáveis a serem utilizadas nas análises dos índices de atropelamento da fauna. A aplicação prática destas informações. permitem selecionar em grande escala, quais os pontos de travessia de fauna que devem ser monitoradas e, menor escala, a seleção dos locais e os métodos a serem empregados para detecção da fauna (registros de pegadas, armadilhas fotográficas, etc).

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Regulamentos Requisitos legais para operar um drone O usuário é o único responsável pelo manejo do sistema. Isso deve ser feito com segurança para evitar danos a pessoas ou propriedades, ou causar qualquer outro dano e evitar riscos desnecessários. O usuário é o responsável pelo registro do aparelho e demais demai equipamentos técnicos necessários para sua operação. O usuário deve cumprir os requisitos legais para fazer o md4-1000 voar em cada local de vôo. Especificamente, deve atender aos requisitos requisitos legais em matéria de:
controle controle remoto por rádio, operando na faixa 35 MHz;
vídeo vídeo transmissor na banda ISM de 2,4 GHz, a uma potência de 200 mW;
veículo veículo de voo em si, o qual deve estar assegurado;
licença para voar;
altura altura máxima permitida de vôo. Se a violação destes ou de outros requisitos levarem a reclamações de terceiros contra o usuário, em nenhuma circunstância as as empresas que constroem e comercializam os drones, aceitará a responsabilidade por danos ou compensação financeira que surgirem em decorrência disso. Regulamentação Brasileira para vôos não tripulados Antes de mais nada, é importante destacar que o termo “drone” é apenas um nome genérico, sem qualquer amparo técnico ou definição na legislação. VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) Tripulado é a terminologia oficial prevista pelos órgãos reguladores reguladores brasileiros do transporte aéreo, para definir este equipamento.

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Entretanto, algumas diferenças importantes. No Brasil, segundo a legislação pertinente (Circular de Informações Aéreas AIC N 21/10), caracteriza-se como VANT toda aeronave projetada para operar sem piloto a bordo. Esta, porém, há de ser de caráter não recreativo e possuir carga útil embarcada. Em outras palavras, nem todo “drone” pode ser considerado um VANT, já que um Veículo Aéreo Não Tripulado utilizado como hobby ou esporte enquadra-se, por definição legal, na legislação pertinente aos aeromodelos e não a de um VANT. Se o drone não for usado para recreação, ele é um VANT, e, uma vez que é controlado remotamente durante o vôo, passa a ser denominado RPA (Remotely-Piloted Aircraft). Então, se você for fazer a filmagem de um casamento, passeata e show público, filmar uma propriedade rural ou exibir uma faixa em um parque público, é preciso fazer uma solicitação formal de uso específico para a ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil). De acordo com a legislação brasileira, que acompanha as normas internacionais, VANT é considerado aeronave e, portanto, está sujeito à legislação aeronáutica (AIC nº 21/10). Sendo assim, nenhum VANT civil pode operar no Brasil sem alguma autorização da ANAC e de outros órgãos como DECEA, ANATEL e, em alguns casos, do Ministério da Defesa ou Comando da Aeronáutica. Atualmente, existem no Brasil, existem três documentos oficialmente emitidos que versam especificamente sobre VANT's: 1) AIC nº 21/10 (DECEA), publicação que tem por finalidade apresentar as informações necessárias para o uso de veículos aéreos não tripulados no espaço aéreo brasileiro, como conceituações de nomeclatura, determinações de responsabilidades e definições de aplicabilidades da lei; 2) Decisão 127(ANAC): autorização da ANAC para operação aérea de 127 Aeronave Remotamente Pilotada pelo Departamento de Polícia Federal;

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3) Instrução Suplementar 2121-002 Revisão A (ANAC): Orienta aplicação da seção 21.191 do RBAC 21 (Regulamento Brasileiro de Aviação Civil) para emissão de CAVE (Certificado de Autorização para Voo Experimental) para RPA de uso experimental (pesquisa e desenvolvimento, treinamento de tripulações e pesquisa de mercado).

Drones e pesquisas Normalmente os VANT,s são utilizados em pesquisa, como por exemplo, no mapeamento de áreas urbanas e rurais, de condições mtereológicas, tecnológicas de software, áreas de plantio, etc. Nesses casos, existe uma autorização própria chamada de Certificado de Autorização de Vôo Experimental (CAVE). A Instrução Suplementar 21-002 Revisão A, intitulada “Emissão de Certificado de Autorização de Vôo Experimental para Veículos Aéreos Não Tripulados”, orienta a emissão de CAVE para Aeronaves Remotamente Pilotadas com os propósitos de pesquisa e desenvolvimento, treinamento de tripulações e pesquisa de mercado. O arquivo oficial está disponível em: http://www2.anac.gov.br/biblioteca/IS/2012/IS%2021-002A.pdf Segurança Assim como para a pilotagem de um veículo de transporte, imprudência, negligência e imperícia, também podem resultar em acidentes para a pilotagem de um drone. Mesmo antes da decolagem, cuidados como atentar para a carga da bateria (alarme sonoro/telemetria), verificar interferências de rádio no local, condições climáticas, rota de decolagem livre, conferência do equipamento (física e dinâmica) e procedimentos de partida, teste de giro máximo (alguns segundos) e confirmação de corte dos motores, são imprescindíveis.

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A Portaria Portaria DAC nº 207/1999 207/1999, 1999 determina que: (a) A operação de aeromodelos deve ser realizada em locais suficientemente distantes de áreas densamente povoadas. Deve também, ser evitada, a operação de aeromodelos motorizados nas proximidades de áreas ou instalações urbanas sensíveis ao ruído, como hospitais, templos religiosos, escolas e asilos. (b) Deve ser evitada a operação de aeromodelos na presença de público até que o aeromodelo seja testado em vôo, com êxito, e comprove segurança na sua operação. (c) A menos que autorizado, nenhum aeromodelo deve ser operado a mais de 400pés (121,92 m) acima da superfície terrestre. A operação de aeromodelos nas proximidades de aeródromos somente poderá ser executada após autorização do responsável pela operação do aeródromo. (d) É proibida a operação de aeromodelos nas zonas de aproximação e decolagem dos aeródromos. Disponível em: .

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Recomendações técnicas que devem ser seguidas antes, durante e após a execução de um vôo 1. Verificar sempre, em cada operação, as permissões e os regulamentos necessários. 2. Ter sempre em conta o cálculo do tempo de vôo e o tempo necessário para pousar. Não faz sentido elevar o drone muito alto se ele não tem autonomia para voltar ao pouso. Para isso, deve-se verificar se o sistema de acionamento de emergência está configurado. 3. Quando voar no modo waypoint14 deve-se ter sempre presentes as coordenadas GPS, pois são as rotas de navegação; não planejar vôos muito perto de obstáculos. A precisão pode variar consideravelmente, dependendo do ambiente. 4. Nunca armazenar dados no cartão do drone, pois o conteúdo do cartão gerencia o sistema pelo software (mesmo que pareça que há espaço livre suficiente, porque os dados de vôo se escrevem diretamente em certos setores do cartão e não aparecem nos arquivos da tabela). Se tentar salvar dados no cartão do drone, o mais provável é que vai destruir dados de vôo. Neste caso, a empresa não pode assumir a responsabilidade técnica por defeitos do drone e por dados que tenham desaparecido. 5. Não voar nas proximidades dos aeroportos, instalações militares ou outras fontes de fortes emissões eletromagnéticas. Ficar a, pelo menos, cinco quilômetros do aeroporto. 6. Não voar perto das linhas elétricas. Não voar sobre as pessoas. 7. Evitar voar muito perto do avião ou outras aeronaves de aeromodelismo para evitar interferências com o controle remoto. 8. Quando precisar voar sobre a água, não se deve começar diretamente sobre a água, e sim manter sempre uma altura de pelo menos 50 m acima da superfície. 9. Evitar descer em linha reta, especialmente verticalmente. Descer em espiral ou fazendo “zig-zag”. Em uma descida vertical direta, o drone pode se desestabilizar ao se aproximar do chão. 10. Deve-se prestar atenção ao velocímetro do Mdcockpit enquanto estiver descendo para aterrissar. No final do vôo, normalmente, as baterias estão fracas, não tendo energia suficiente para frear, na descida, próximo ao solo, especialmente se o drone estiver carregado.

Requisitos

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11. Nunca decolar com a bateria fria. As células LiPo oferecem alto desempenho, mas são sensíveis à temperatura. Se estiver voando a temperaturas muito baixa, a tensão pode diminuir abruptamente deixando o drone fora de controle. Se a temperatura cair abaixo de 15°C, deve-se colocar a bateria em algum compartimento para mantê-la quente, mas com o cuidado necessário para não deixá-la junto com objetos de metal. 12. Iniciar o vôo com a bateria plenamente carregada. Bateria fraca é uma das causas mais freqüentes de acidentes. 13. Antes da decolagem, certificar-se se as hélices estão apertadas. Uma fixação de forma incorreta pode causar correntes de ar que aumentam muito o consumo da bateria e, assim, reduzir o tempo de vôo. 14. Somente decolar com o trimmer15 em uma posição neutra. 15. Durante o vôo, a antena RC deve estar totalmente esticada em todos os momentos. Quanto à velocidade do vento deve-se ter em conta que a velocidade onde se encontra o drone pode ser bem diferente de onde está o piloto. O sistema de segurança Mdcockpit fornece um gráfico em forma de barras coloridas alertando sobre a condição de voo, onde Verde significa voo seguro, e vermelho, contínuo e freqüente (deve-se aterrissar imediatamente, pois as rajadas ultrapassarão a capacidade de voo do drone). O aplicativo Mdcockpit tem uma função que, acionada, gera um arquivo KML que se transforma em um marcador de waypoint com a última posição GPS recebida, a qual poderá ser vista no Google Earth. Desse modo, podese identificar a posição do drone em caso de perda do aparelho. No modo de armazenamento de informações do sinal, pode-se, em caso de perda ou queda do drone, investigar as causas.

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O autor Thomaz Lipparelli é Biólogo pela UFMS, com Mestrado e Doutorado pela UNESP Rio Claro / Zoologia. Professor Universitário, Especialista em Levantamento e Monitoramento de Fauna. Empreendedor, CEO da LP AMBIENTAL Projetos e Consultoria Ambiental. Consultor de Fauna e Diretor Técnico da Biohub Cursos e Treinamentos.

www.biohub.com.br 50