Parceiros no Espaço - Satélites

PARCEIROS NO ESPAÇO - Satélites

Descobrir queimadas na Amazônia ou fazer previsão do tempo são previsões mais que conhecidas das imagens obtidas pelos satélites. Mas esse enorme banco de dados pode também ajudar a fiscalização do uso de crédito agrícola ou da expansão planejada de cidades. Uma amostra do uso que se pode fazer dessa imagens, na execução de trabalhos em terra, é apresentada a seguir em seis projetos desenvolvidos no Instituto de Pesquisas Espaciais, em São José dos Campos, SP

Em 23 agências do Banco do Brasil espalhadas por cinco Estados, os agricultores que entram à procura de financiamento para sua plantação deparam com uma estranha fotografia. Um atendente do banco Ihes mostra uma imagem feita pelo satélite Landsat cobrindo todas as fazendas da região, e cada um deve saber localizar a sua na foto. Se o agricultor pede dinheiro para plantar 100 hectares de soja, o funcionário do banco tem condições de calcular imediatamente, com uma régua especial, o tamanho da área indicada e conferir se ali há mesmo 100 hectares. Esse é só o primeiro passo do projeto Fiscalização de Propriedades Agrícolas por Satélite (Fisate), desenvolvido em convênio pelo Inpe e pelo Banco do Brasil para acompanhar a aplicação de créditos rurais.Tendo nas mãos os dados do satélite e os fornecidos pelos fazendeiros, uma equipe de quatro agrônomos do banco, supervisionada pelo Inpe, elabora um mapa no qual está indicado o que cada fazendeiro vai plantar, onde e em qual área. Alguns meses mais tarde, um pouco antes da colheita, quando a plantação estiver crescida, são analisadas novas imagens do Landsat da região cadastrada. É um jogo contra o tempo e a sorte - o período ideal para a plantação ser fotografada é de cerca de 45 dias, e, como o satélite passa por lá a cada dezesseis dias, há no máximo três chances de se obterem imagens. Se por muito azar chover nesses três dias, ou a região estiver coberta de nuvens, "cegando" o satélite, a fiscalização pode ir por água abaixo. Porém, se o tempo estiver bom, basta uma fotografia para revelar quais os fazendeiros que realmente plantaram o que prometeram com o dinheiro do banco.Isso é possível porque, pela foto do satélite, percebe-se a diferença entre uma área onde existe uma plantação desenvolvida e outra onde só há vegetação rasteira ou solo exposto. A fiscalização é simples e imediata - basta juntar o mapa que indica quais as áreas em que os fazendeiros prometeram plantar e a foto que mostra onde as plantas cresceram, processo feito num aparelho que sobrepõe imagens. Se um fazendeiro cultivou apenas metade do terreno prometido, o agrônomo do banco sabe disso apenas por olhar as imagens sobrepostas. Pode, então, mandar um fiscal até a propriedade para descobrir por que toda a área não foi plantada - e até se o dinheiro não foi desviado para outros fins.Por esse projeto, desenvolvido desde 1983 e colocado em prática desde 1986, os quatro agrônomos do banco conseguem fiscalizar até 1000 contratos de crédito agrícola por dia, de um total de 15 000 contratos por safra. Antes dele, esse trabalho tinha que ser executado no campo, com fiscais batendo de porteira em porteira atrás de informações sobre a produção da safra. "Com o Fisate criamos um método simples e impessoal de fiscalização", diz Valdete Duarte, pesquisador do Inpe e coordenador do projeto. "Sem sair do Inpe, podem-se fiscalizar lavouras no Rio Grande do Sul ou em Minas Gerais, independente de informações às vezes erradas dadas pelos próprios fazendeiros ou de intrigas de vizinhos encrenqueiros."A parceria entre o Banco do Brasil e o Inpe para aperfeiçoar a fiscalização de crédito agrícola pretende ir além da medição da área plantada. Paralelo ao Fisate corre o Projeto Estima (Estimativa de Produtividade Agrícola), tocado pelo agrônomo e pesquisador Maurício Alves Moreira. Assim que estiver concluído, o Estima vai permitir calcular, a partir de dados enviados por satélites, a produtividade de determinadas plantações - ou quantas toneladas serão colhidas por hectare. Saber o rendimento exato da colheita é fundamental para o banco: se o fazendeiro tiver algum problema na plantação e ocorrer quebra de safra, o prejuízo é coberto por um seguro. o Proagro, sustentado pelos cofres do governo.Porém, se por esperteza em excesso o fazendeiro mentir sobre a quebra da safra e conseguir ludibriar a fiscalização, lucrará duas vezes sobre o mesmo produto, vendendo sua colheita e recebendo ao mesmo tempo o seguro pelo prejuízo que não houve. É justamente isso que o banco quer evitar. Complementando o Fisate, que calcula em quantos hectares um fazendeiro plantou soja, o Estima dirá aproximadamente quantas toneladas de grãos ele vai colher. Mas até se chegar a esse cálculo o caminho é longo e complicado. Começa pela captação que o satélite Landsat faz da energia do Sol refletida pelas plantas, a chamada reflectância. Essa energia refletida aparece no espectro visível (as cores vistas pelos olhos humanos) e no infravermelho.A reflectância está diretamente relacionada com a área folhear, ou a quantidade de folhas que tem uma planta: quanto mais folhas, maior o índice de reflectância, e maior resposta se terá na região espectral do infravermelho próximo (logo abaixo do vermelho). Em tese, uma planta com maior área folhear é mais produtiva. Portanto, uma plantação com alta resposta no infravermelho próximo tem maior produtividade. Só que isso ainda não é suficiente para calcular quantas toneladas se colherão em determinada cultura. É preciso fazer a relação entre os números: saber a quantas toneladas de soja ou trigo corresponde uma determinada resposta no infravermelho captada pelo satélite. Isso só pode ser feito por pesquisar de campo, medindo-se o índice de reflectância com um radiômetro, um aparelho que capta dados como um satélite a 10 metros do solo, e comparando o índice com a produtividade da safra.Por enquanto, atendendo à necessidade do Banco do Brasil, o trabalho é feito apenas com lavouras de soja, trigo e cana-de-açúcar. É no estágio de definição de parâmetros que está o Estima atualmente. "Nosso trabalho é tentar estabelecer uma equação que permita calcular imediatamente, a partir do índice de resposta de radiação infravermelha captada pelo satélite, a produtividade de uma plantação", diz o pesquisador Maurício Alves Moreira. Quando isso for possível, ele pretende trocar o Landsat, que manda imagens a cada dezesseis dias de pedaços do Brasil, pelo satélite NOAA, esse com imagens diárias que mostram a América do Sul inteira numa foto. Em pesquisa para mais de dez anos, Moreira imagina colocar uma imagem dessas no computador e saber, com apenas um clique sobre determinado ponto, quantas toneladas uma plantação vai produzir.Nem insetos tão pequenos quanto cupins conseguem se esconder completamente dos olhos vigilantes de um satélite a 800 quilômetros de altitude. É claro que o Landsat não capta o bicho em si mas seu rastro. Por essas marcas, o agrônomo e pesquisador em sensoriamento remoto Antonio Tebaldi Tardin pôde acompanhar e medir o tamanho do estrago que os cupins causam na região de Floresta Amazônica do Parque Nacional do Xingu. A presença dos insetos na mata sempre foi normal, mas grandes quantidades deles a devastar determinada área caracteriza uma anomalia. Os primeiros alertas surgiram quando pesquisadores compararam fotografias feitas por aviões da Força Aérea americana, nas décadas de 40 e 60, com imagens de satélite captadas em meados da década de 80. Percebeu-se que algumas manchas nas fofos, correspondentes a alterações na cobertura vegetal da floresta, estavam crescendo.Como os dados do satélite revelam mudanças mas não explicam sozinhas por que ocorreram, a equipe pôs-se a campo e descobriu que as manchas crescentes eram provocadas pela ação de cupins. Em bandos, os cupins atacavam, devoravam e derrubavam árvores inteiras. A hipótese de Tardin para explicar a superpopulação de cupins é a presença do homem na região. Por causa de desmatamentos para instalação de projetos agropecuários, haveria afastamento dos pássaros, predadores dos cupins em determinada época da vida dos insetos. Numa área estudada de 12 000 quilômetros quadrados, equivalente a metade do Estado de Sergipe, o apetite dos cupins chegou a derrubar mais de 6% da mata.Cupins gostam de madeira dura, por isso comem o cerne do tronco de árvores mais velhas. Quando essas vão ao chão, deixam expostas as árvores mais novas, que têm maior atividade biológica - mais vida -, justamente por estarem em crescimento. O fervilhar de vida reflete mais radiação infravermelha da Terra para o céu e, quando captado pelo satélite previamente programado para isso, aparece na fotografia em tons mais claros. Somente pelo olhar já é possível, para quem entender o simples código das cores da foto, detectar quais são as regiões onde a vegetação está sendo afetada.Depois de pronto esse levantamento, em fins de 1986, os dados recolhidos viraram um relatório, que nunca teve aplicação prática, por falta de quem o utilizasse. Para o pesquisador Tardin, o trabalho de detectar o problema o Inpe já fez; era preciso que entidades atuantes em pesquisa científica na Amazônia estudassem a ação devastadora dos cupins, no mínimo para saber por que acontece. "Os cupins atacam árvores de grande porte e de maior valor comercial" diz Tardin. "Embora aquela não seja uma região de exploração de madeira, há o receio de que os cupins ataquem também em áreas de madeiras nobres ou onde se viva do extrativismo, casos da seringueira e castanheira", explica. A já séria questão da alteração da cobertura vegetal primitiva da floresta, e até do equilíbrio entre a população de bichos que a habita, passaria também a ser um problema econômico.O crescimento desordenado de qualquer cidade traz pilhas de problemas a longo prazo. Ora desmorona um barranco carregando para baixo uma favela, ora acontecem enchentes à menor chuva, ora contaminam-se fontes de água limpa. Para evitar que transtornos como esses possam ocorrer na região paulista do Vale do Paraíba, um projeto conjunto está sendo desenvolvido pelo Inpe e pelo Consórcio de Desenvolvimento Integrado do Vale do Paraíba. É o Mavale, que faz o macrozoneamento de todo o Vale e do litoral norte paulista, com o objetivo de fornecer dados às prefeituras para que planejem para onde suas cidades vão crescer. Cerca de 1,7 milhão de habitantes de quarenta cidades serão de alguma forma beneficiados pelo projeto, que abrange uma área de 18 000 quilômetros quadrados.Por meio de imagens dos satélites Landsat e SPOT, várias equipes de pesquisadores trabalham sob o comando de Mario Valério Filho, do Inpe, desde novembro de 1989. Colhidas as fotos enviadas pelos satélites, foram elaborados mapas representando aspectos físicos da região, como topografia, características do solo, localização das águas subterrâneas ou definição das áreas urbanas. A fase agora é de integração de todos esses mapas e dados, para que se elabore uma base de informações pela qual os homens que governam as cidades possam planejar antes de expandi-las. Um dos mapas montados é o de Aptidão Agrícola das Terras. Juntaram-se informações tais como características físico-químicas e morfológicas do solo e chegou-se à escolha de terras que podem ser usadas para a agricultura. Sobre esses dados pode-se jogar o mapa que indica áreas de proteção ambientar para saber em que terras não se pode mexer.Esse mesmo mapa de proteção ambiental, quando relacionado com o que indica a vocação das terras, permite descobrir quais podem ser exploradas com o controle da lei e os locais onde não se deve desmatar nem plantar determinadas espécies. O mesmo princípio é aplicado à expansão urbana. Feito o levantamento de áreas sujeitas a inundações ou de solo erodível, evita-se a construção de casas nesses locais, para que depois não vivam debaixo d´água nem despenquem morro abaixo em qualquer chuva - ocasiões em que a natureza leva a culpa. Outro sério problema do Vale, a escassez de água para abastecimento urbano, é possível ser contornado do espaço pelos satélites.Noventa por cento da água consumida nas cidades vêm do poluído Rio Paraíba do Sul. Um jeito de conseguir água limpa é construir poços artesianos. Pois um mapa de localização de áreas potenciais para explorar águas subterrâneas indica os melhores lugares para abrir poços, além de precisar os locais onde essa água é captada, para preservá-los. "A finalidade básica do projeto é fornecer subsídios para a exploração racional do Vale, e mostrar a eficácia do sensoriamento remoto em projetos desenvolvidos para a comunidade", define Mario Valério Filho.Preocupada com a proliferação de doenças transmitidas principalmente por insetos nos países do Terceiro Mundo, a Organização Mundial de Saúde resolveu atacá-los pelas vias espaciais. No ano passado, a OMS promoveu um congresso nos Estados Unidos para discutir como as tecnologias espaciais podem ajudar a localizar vetores de doenças. Um estudo desses já foi realizado por ingleses, que procuraram localizar na África Central rastros da mosca tsê-tsé, transmissora da doença do sono. Pelas imagens dos satélites, eles detectam onde estão cursos d´água, vegetação típica e variação de climas propícios à eclosão de insetos. Também na África, uma equipe francesa monitora o nível dos rios à procura de focos de enchentes, que costumam favorecer o aparecimento de uma doença chamada cegueira do rio.Nos Estados Unidos, a NASA se preocupa em acompanhar novas plantações de arroz, pois, como a cultura é muito irrigada, a incidência de malária cresce devido ao acúmulo de água. Para o Brasil, um estudo desse tipo, indo atrás dos possíveis focos de malária por meio de satélite, seria muito útil na Amazônia, uma região de difícil acesso e de grande incidência da doença. "Há uma relação entre degradação ambientar e ocorrência de malária", acredita Roberto Pereira da Cunha, coordenador de Relações Institucionais do Inpe e especialista em sensoriamento remoto. Ele sustenta sua tese com o exemplo de Rondônia, o Estado com mais casos de malária, e também o mais degradado por garimpos e desmatamentos.Com as imagens de satélites, vendo-se a fechada mata amazônica de cima é possível mapear a ocupação humana, a degradação ambientar e a existência de água em lagoas, poças ou áreas alaga-das, onde o mosquito transmissor da malária adora viver. Então se saberia quais os lugares mais propícios à proliferação da doença. Um dos vetores de propagação a serem estudados é o próprio homem. Por causa da mineração, há uma grande atividade migratória, com garimpeiros circulando sempre atrás dos melhores veios, levando aqueles contaminados a possibilidade de transmitir a doença por onde passam. O sensoriamento remoto funcionaria como fonte primária de dados, que depois, na mão de especialistas em doenças infecciosas, precisariam ser estudados e cruzados com outras informações para se ter inteiro o processo de proliferação da doença.A defecção de vetores de doenças por satélite é, por enquanto, uma idéia à procura de um executor. Já houve interesse demonstrado pela Universidade de Brasília, pela Fundação Oswaldo Cruz e pela própria OMS para o desenvolvimento de um projeto conjunto com o Inpe, que talvez decole ainda este ano. As informações reunidas por uma pesquisa desse porte, unindo sensoriamento remoto a especialistas em terra, poderiam servir de subsídio a órgãos como a Superintendência de Campanhas de Saúde Pública (Sucam) para planejar estratégias de controle e prevenção da malária.A primeira idéia do agrônomo Vitor Celso de Carvalho e seu aluno Ademir Fernando Morelli era tentar descobrir, via satélite, por onde andam as saúvas nas pastagens brasileiras. Elas são um dos sinais de que aquele terreno em que o gado se alimenta já dá sinais de degradação, e agravam ainda mais o problema. Mas como é muito difícil achar o rastro da saúva pelo satélite, a dupla resolveu estudar e mapear primeiro todas as causas da degradação de pastagens pelo país, começando pelo Pontal do Paranapanema, a área de fronteira entre São Paulo, Paraná e Mato Grosso do Sul. Esse local possibilita uma bela amostragem, por conter pastagens de todo tipo, sejam boas, ruins ou degradadas. Em fase de coleta de dados, o projeto utilizará imagens do satélite SPOT, de resolução maior que o Landsat, e com uma característica que os pesquisadores pretendem explorar - as imagens oblíquas.Quando programado, o SPOT pode virar suas lentes sobre determinado ponto, mesmo que já tenha passado sobre ele, e em vez de captar a imagem na vertical mostra-a de lado. "Isso dá outra riqueza nas imagens em relação à cobertura vegetal e às pastagens, e talvez nos permita obter dados mais precisos", afirma Vitor Celso de Carvalho. Ao mesmo tempo em que se captam imagens, vai-se a campo colher as informações sobre as pastagens para que depois se estabeleça a relação entre elas. "Por meio da resposta da vegetação observada pelo satélite, tenta-se estabelecer uma chave de identificação - uma determinada resposta na imagem vertical e outra na imagem oblíqua corresponderia a uma certa situação verificada no campo", explica Carvalho.Vários motivos podem causar estragos numa área de pastagens. Erosão, mau uso do solo, superpastoreio (excesso de gado em pouco espaço) são alguns deles. A saúva, quando aparece, vem como sintoma de que a pastagem sofre e acaba de estragar a vegetação, provocando prejuízos ainda maiores. O primeiro estágio do projeto, a defecção de pastagens com problemas e a possível identificação de motivos, pode evoluir futuramente para a idéia original de mapear a saúva pelo país, para que se possa controlá-la, antes que vire praga. É um trabalho apenas acadêmico, a tese de mestrado de Ademir Morelli, mas quando concluído, poderia ter uma ampla utilização prática. Ao proprietário de grandes pastagens, e às grandes fazendas exploradas por empresas multinacionais na Amazônia ou no Pantanal, bastaria uma imagem de satélite para detectar problemas em seus domínios.Assim, se é dono de uma quantidade de terra a perder de vista, o fazendeiro pode ter um monitoramento contínuo via satélite e descobrir um problema logo que a vegetação da pastagem comece a se degradar. Isso permitiria tomar decisões para combatê-lo de forma mais rápida, precisa e econômica. Para um órgão governamental como o IBGE, seria uma boa forma de obter dados rápidos e precisos sobre a quantidade de terras destinadas a pastagens, ou mesmo tipos de pastagens e sua produção.