Usando imagens aéreas para estimar erosão do solo

Uma pesquisa
inédita no Brasil está sendo desenvolvida no Instituto Agronômico
(IAC-APTA), vinculado à Secretaria de Agricultura e Abastecimento de São
Paulo, em Campinas, com o objetivo de estimar a erosão do solo em áreas
cobertas por plantios. 
Resultado de imagem para drones planio florestal
Foto: LAPIG
O estudo é feito por meio de imagens aéreas,
geradas por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTS), também conhecidos
como drones. Esta tecnologia utiliza-se de princípios básicos da
aerofotogrametria e já é usada para gerar informações diversas, como
para calcular volume de reservatórios, determinar a quantidade de
espécies vegetais em certa região, identificar falhas em lavouras e
também para estimar produções agrícolas, por meio do cálculo de
biomassa. Porém, a aplicação da tecnologia para estimar o processo de
erosão do solo onde já há culturas instaladas demanda novos
conhecimentos e nunca foi conduzida no país. Essa pesquisa do IAC, da
Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo, está
na fronteira do conhecimento, segundo o pesquisador responsável,
Bernardo Cândido, que já validou essa técnica em solo descoberto,
durante sua pesquisa de doutorado. 
“O desafio é conseguir aplicar a
tecnologia de mapeamento aéreo para estimar erosão em área já cultivada;
em escala maior é um desafio, ninguém avançou nesse sentido ainda”,
afirma Cândido, que ingressou no IAC em março de 2019, como pós-doutor,
com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
(FAPESP).
A tecnologia possibilita o processamento
de imagens em software específico, gera mapas de relevo da área e de uso
da terra, além de qualificar a região mais propícia para cada
atividade, por exemplo, construção de reservatório de água ou instalação
de lavoura.
Segundo o pesquisador, com a
aerofotogrametria é possível reconstruir a superfície do solo a partir
de imagens em movimento, técnica internacionalmente conhecida por
structure-from-motion. “Conseguimos fazer o mapeamento em 3D”, diz
Cândido. Na pesquisa no IAC, está sendo usado um drone quadricóptero de
baixo custo, e um asa fixa de última geração importado da Suíça, por
cerca de R$ 270 mil. O asa fixa é acompanhado de uma câmera termal, que
possibilita estimar o teor de água na planta, e tem como objetivo
monitorar o estresse hídrico das culturas em diferentes épocas.
No IAC, esse estudo será específico em
citros. Segundo o pesquisador, na América do Sul há poucas unidades
dessa câmera sendo utilizada. Os pesquisadores pretendem avaliar como se
dá a condução dos experimentos e a precisão das medições em duas
condições: ao usar um veículo mais acessível e outro de alto custo.
A equipe está definindo as áreas onde
serão feitos experimentos com esses recursos para avaliar a
produtividade agrícola e monitorar o processo erosivo nas áreas de
cultivo. Em Catanduva, interior paulista, foram instalados experimentos
visando estimar a erosão hídrica em carreadores de cana-de-açúcar,
utilizando VANT e imagens aéreas.
O grupo do IAC mantém intercâmbio com
cientistas da Alemanha, Estados Unidos, Inglaterra e Espanha, que também
têm interesse em informações sobre erosão em áreas plantadas. “Como
quantificar erosão em tempo real, em área de cultivo, com equipamento de
baixo custo?”. Essas e outras perguntas deverão respondidas ao longo de
quatro anos de estudos, sendo que um deles será conduzido na Alemanha,
no Instituto de Tecnologia de Dresden.
A pesquisa no IAC é direcionada para
promover o avanço dessa tecnologia não somente em erosão de solo, mas
também em outros aspectos da agricultura. “Já está em andamento um
projeto para validar a estimativa de produção em citros e
cana-de-açúcar, mas ainda é inicial”, diz Cândido.
Usos da fotogrametria
O estudo envolvendo a erosão hídrica em
solo coberto é inédito. Porém, o mapeamento por imagens aéreas já é
adotado na agricultura e em outros segmentos. Por exemplo, no Brasil, há
produtores que já adotam o asa fixa para identificar falhas no plantio
da cana-de-açúcar e para avaliar o vigor das plantas. “Eles usam, mas
não existem dados científicos que validem as informações geradas pelos
veículos”, diz o pesquisador, ao ressaltar que, no Brasil, a pesquisa do
IAC trará os primeiros dados comprovados cientificamente.
“Vamos validar com precisão e estabelecer
os critérios para fazer estimativas confiáveis, trazer um olhar
científico para essa tecnologia já usada no mercado”, destaca Cândido,
que desenvolveu a primeira tese no Brasil para monitorar e quantificar
erosão hídrica a partir de imagens aéreas.
De acordo com o pesquisador, é possível
quantificar o volume de biomassa em cana e estimar a relação de
produtividade com biomassa. Com essa tecnologia, consegue-se estimar com
rapidez a produção e o ponto de colheita. “Vai ser muito útil para
escalonar o período de colheita em usinas”, afirma.
A geração de imagens aéreas para produzir
mapeamentos também pode ser obtida por satélite. Porém, há mais
benefícios no uso de drones e outros VANTs. Um dos ganhos está na
elaboração de estruturas em 3D, recurso que possibilita calcular
volumes, enquanto o satélite só produz em 2D. “Esse recurso permite
estimar qual o volume de água é necessário para preencher um açude, por
exemplo, ou o montante de cana-de-açúcar para ser colhido ou ainda qual o
total de árvores ou a porcentagem de determinada espécie em uma área,
no caso de um inventário florestal”, explica.
Outros benefícios estão na celeridade
proporcionada pelos VANTs e a possibilidade de mapear a todo tempo, com
periodicidade bem maior. “O satélite registra a imagem de tempo em tempo
e se tiver uma nuvem naquele momento, perde-se o registro”, esclarece. A
qualidade da resolução da imagem também é superior no uso de drone,
porque este sobrevoa mais perto do solo. Além desses ganhos, os drones
têm baixo custo, há equipamentos por R$ 2 mil.
Cooperação técnica com o Mali
O pesquisador Bernardo Cândido também
participa de um projeto no Mali, país africano escolhido para receber o
projeto piloto de cooperação técnica entre o Brasil e o Mali, que
envolve a Universidade Federal de Lavras (UFLA) e o IAC, com
financiamento pela Agência Brasileira de Cooperação (ABC), com recursos
federais. O projeto tem como objetivo aumentar a produção de algodão
naquele país, que é o maior produtor de algodão da África e um dos
maiores do mundo, com 728 mil toneladas produzidas em 2018.
No Mali, os solos são ácidos, semelhantes
aos de algumas regiões brasileiras, como Tocantins e Goiás. Porém, o
país tem métodos de análise de solo baseados em protocolos franceses,
país que apresenta biomas distintos da savana africana. Lá, ainda há o
problema de infiltração de água no solo, em função da presença de
camadas subsuperficiais de impedimento, provocando alagamentos e erosões
em épocas de chuva.
Para desenvolver o projeto, foram
selecionadas duas regiões: Bandiagara II e Siani, sendo esta menos
carente que a primeira. “Mapeamos as duas regiões para orientar o melhor
uso do solo, que é pedregoso, e vamos orientá-los a fazer açude para
armazenar água da chuva”, diz o pesquisador.
A reserva hídrica atenderá ao manejo das
lavouras e evitará o surgimento de poças, focos de doenças entre as
crianças. “Pretende-se, com a tecnologia, reduzir a erosão do solo, que
resulta em acúmulo de água durante o período de chuva e consequente
transmissão de doenças às crianças, que circulam nas águas paradas”,
explica o pesquisador do IAC, da Agência Paulista de Tecnologia dos
Agronegócios (APTA).
O solo de Bandiagara II se assemelha do
Cerrado brasileiro. “Aqui conhecemos metodologias de análises de solos
precisas para solos tropicais, esses conhecimentos levaremos para o
Mali”, conta Cândido. No Mali, é quente e úmido, as temperaturas chegam a
45ºC, no sol, e 35ºC à noite, a seca é severa, exceto no período de
chuvas, de junho a agosto.
 
Em Bandiagara II, onde o nível técnico é muito baixo e inferior ao de
Siani, vivem cerca de 400 pessoas, sendo que a metade da população é
composta por crianças. Segundo a equipe médica do projeto, praticamente
todas elas têm anemia e a taxa de mortalidade é de 50% até os dois anos
de idade.
“Nosso objetivo é aumentar a produtividade
do algodão, que é a principal cultural local, e também tornar o solo
mais produtivo, beneficiando outras culturas; isso poderá impactar a
vida da comunidade, que sofre com a desnutrição”, diz Cândido.
Em outubro de 2019, o pesquisador do IAC
esteve no Mali, onde fez mapeamento aéreo por 24 mil fotos. Essas
imagens tridimensionais e em alta resolução fornecerão informações para
gerar ferramentas úteis no projeto. O drone mapeou cerca de 711 hectares
em Bandiagara II e 1600 hectares em Siani. “Mapeamos toda a área onde
vive a população para analisarmos como está o uso da terra e apontar a
aptidão do solo para cada cultura”, afirma.
Com base nesses dados, serão desenvolvidos
protocolos para analisar os solos, semelhantes aos brasileiros.
“Pretendemos enriquecer o solo para que isso reflita na nutrição da
população”, ressalta. A população local também produz milho, milheto,
mandioca, caju, batata e hortícolas.
Em março de 2020 deverá estar pronto o
primeiro diagnóstico, que definirá as intervenções a serem feitas, como
elaboração de mapas de curva de nível do solo, possível mudança de áreas
de plantio e readequação de acordo com os procedimentos de uso da
terra. “Pretendemos estabelecer áreas de captação de água e de viveiro
de mudas, que poderão ser plantadas pela população”, afirma. Essa etapa
deverá ser implementada em julho de 2020.
Antes disso, em fevereiro próximo, Cândido
voltará ao Mali para ministrar um curso sobre mapeamento aéreo aos
profissionais da Companhia Malinense de Desenvolvimento Têxtil (CMDT),
que compra toda a produção de algodão do Mali. “Eles terão acesso a
informações sobre solos, desde pedologia até fertilidade”, resume.
Fonte: Agrolink

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Lucas Monteiro

Engenheiro Florestal com especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho e em Perícia e Auditoria ambiental . Formação de Auditor nos sistemas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001 e FSC® (FM/COC). Experiência em Due Diligence Florestal, mitigação de riscos ambientais e Cadeia de suprimentos da Madeira para mercados internacionais (EUDR e Lacey Act).

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