Modelo inovador aplica inteligência artificial para monitoramento dos maiores estoques de água doce do Brasil

Coordenado por pesquisadores do Serviço Geológico do Brasil (SGB), projeto usa dados de satélites da Nasa e de estudos hidrogeológicos para simular o armazenamento em aquíferos brasileiros 

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Estação de monitoramento da Rede Hidrometeorológica do Aquífero Urucuia (Foto: SGB/Divulgação)

Um modelo inovador aplica inteligência artificial (IA) no monitoramento dos aquíferos brasileiros, reconhecidos por serem um dos maiores estoques de água doce do planeta. Inédita no mundo, a técnica foi desenvolvida por pesquisadores do Serviço Geológico do Brasil (SGB), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e da Agência Espacial dos Estados Unidos (NASA).

A nova metodologia, com possibilidade de ser replicada em outros países, combina dados de satélites da Nasa com estudos hidrogeológicos do SGB para indicar a variação do armazenamento de recursos hídricos subterrâneos, inclusive em grandes áreas. Dessa forma, contribui para o uso eficiente e sustentável da água subterrânea, considerando que tem sido cada vez mais destinada para o abastecimento urbano e atividades produtivas.

“Não existia no Brasil uma forma de avaliação e monitoramento das águas subterrâneas para todo o território nacional. Por tanto, era muito difícil estimar o quanto de água subterrânea pode ser utilizada em uma determinada região, ou mesmo qual o tamanho do impacto do uso desses recursos hídricos no consumo total de água de uma região”, explica o pesquisador em geociências do SGB Clyvihk Camacho, coordenador do estudo.

A partir de estudos, foi desenvolvido um modelo que permite quantificar e espacializar os ganhos e perdas das águas subterrâneas, com mais precisão que outros, como o Catchment Land Surface Model (CLSM), criado pela NASA. Com a técnica usada, é possível identificar se houve variação de 1 cm em uma área de 100 km² e, assim, contribuir para ações estratégicas que garantam a conservação dos recursos, acrescentou o pesquisador: “As informações podem direcionar as companhias de saneamento quanto ao uso das águas subterrâneas, indicando se uma região está perdendo muita água”.

São analisados dados obtidos desde 2002 para compreensão do comportamento dos aquíferos. Resultados da aplicação do modelo para monitoramento do Aquífero Urucuia, em área que abrange a região oeste da Bahia e uma parte do norte de Minas Gerais, revelaram uso de água acima da capacidade: “Estimamos que apenas o Aquífero Urucuia perdeu cerca de 31 km3 de água nos últimos 20 anos. Esse resultado mostra que as áreas de ocorrência desse aquífero devem ficar muito atentas ao uso das águas subterrâneas”, afirma Camacho que também é coordenador da Comissão Técnica de Hidrologia Subterrânea da Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRHidro).

Os resultados do estudo que incluem o Aquífero Urucuia evidenciam a aplicabilidade do modelo e foram publicados na revista científica Water Resources Research (AGU), disponível aqui.

O estudo tem a participação dos pesquisadores: Maria Antonieta A. Mourão (SGB), Otto Corrêa Rotunno Filho (PEC/COPPE/UFRJ) e Augusto Getirana (NASA).

Inteligência artificial faz elo entre dados satelitais e estudos hidrogeológicos

O modelo criado aplica técnicas de inteligência artificial para combinar dados satelitais com informações da Rede Integrada de Monitoramento de Águas Subterrâneas (RIMAS) – plataforma do SGB que monitora centenas de poços distribuídos em diversos aquíferos brasileiros.

“Não é simples relacionar os valores de diferentes conjuntos de dados de satélites com as observações das águas subterrâneas, por que não possuem uma relação linear, ou seja, quando um aumenta o outro não aumenta também, e vice-versa. É nessa situação que aplicamos a inteligência artificial, que possui grande capacidade de mapear relações não lineares”, detalha o pesquisador. Para chegar ao modelo final de IA, que analisa os dados, foram testados outros 40.

As informações satelitais analisadas pela IA são obtidas por meio de satélites da NASA, como o GRACE (Experimento Climático e Recuperação da Gravidade), que mede a aceleração da gravidade da Terra. Também são usados dados do MODIS (Espectrorradiômetro de Imagem de Resolução Moderada), que fornece imagens em alta resolução para estudos sobre atmosfera, oceano e terra, além do GPM (Medição Global de Precipitação), que gera dados sobre precipitações em todo o globo terrestre.

Importância das águas subterrâneas

O conhecimento sobre águas subterrâneas é fundamental para garantir a disponibilidade desse recurso tão importante, não só para o desenvolvimento sustentável do país, mas para a vida, sendo essencial para atender necessidades básicas. Camacho explica que as águas subterrâneas representam aproximadamente 98% do total de água doce líquida disponível para uso no planeta. No Brasil, a estimativa é que 57% dos municípios brasileiros usem água subterrânea para abastecimento em alguma medida, além disso atividades como agricultura e produção industrial utilizam esse recurso em grande volume.

O pesquisador Clyvihk Camacho apresentou o trabalho durante o 25º Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, realizado em novembro (Foto: SGB/Divulgação)

“Contudo, a explotação das águas subterrâneas em grande escala já está contribuindo para a elevação do nível dos oceanos, para a redução de vazões de corpos de águas superficiais (rios) e até em processos orbitais do planeta, como a deriva do Polo Norte”, alerta o pesquisador.

Camacho ressalta que, com o uso da nova técnica para otimizar o monitoramento, o SGB contribui para gerar dados que subsidiem ações para uso e preservação das águas. “Em um futuro breve espero que esse modelo possa ser uma ferramenta de gestão dos recursos hídricos subterrâneos para todo o Brasil”.