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De olho na crescente demanda por cana-de-açúcar, matéria-prima para fabricação de açúcar e álcool combustível – puro ou hidratado (a ser misturado com gasolina), uma pesquisa desenvolvida no Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura (Cepagri) focalizou imagens de satélites e sua relação com a estimativa de safras. Recentemente defendida como mestrado na Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri) da Universidade Estadual de Campinas, esse estudo também buscou compreender melhor a relação entre o clima e a produção agrícola.

Segundo Jurandir Zullo, engenheiro agrônomo que orientou a pesquisa desenvolvida por Renata Gonçalves, a estimativa de safras com precisão, objetividade e antecedência é um dos grandes desafios do agronegócio nacional, principalmente no caso da cana, no qual há a necessidade de garantir o fornecimento adequado de seus produtos no mercado consumidor. “Um dos aspectos importantes do trabalho realizado por Gonçalves é a exploração das características das imagens de satélites úteis à estimativa de safras de cana-de-açúcar, tais como: longevidade da série, gratuidade dos dados, alta resolução temporal e resolução espacial adequada para a agricultura”, explica Zullo. “Além disso, – diz ele – a combinação dos dados provenientes das imagens com dados agroclimáticos, que visou aumentar o conhecimento sobre a relação existente entre o clima e a produção agrícola, é outro ponto que deve ser ressaltado, pois se trata de conhecimento de grande valor prático”. A pesquisa mostra a importância de usar séries temporais de imagens, e não dados referentes a safras individuais, na previsão de safras agrícolas, algo que segundo Zullo se tornará cada vez mais viável com a ampliação do acesso às imagens de sensoriamento remoto de baixo custo.

Gonçalves escolheu trabalhar com a cana por ser uma cultura que ocupa uma grande área no estado de São Paulo, a qual se expandirá sob o efeito do aquecimento global, conforme o estudo “Aquecimento global e cenários futuros da agricultura brasileira”, coordenado pelos pesquisadores Eduardo Assad (Embrapa Agropecuária) e Hilton Silveira Pinto (Cepagri-Unicamp). O método desenvolvido na pesquisa pode ser utilizado para estimar o comportamento de outras lavouras que, como a da cana, ocupam grandes áreas. No entanto, para áreas menores, seria necessário recorrer a outra fonte de dados.

Além disso, a pesquisadora levou em consideração o impulso recente à produção de biocombustíveis. De acordo com a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), a produção de etanol passou de 14,8 bilhões de litros em 2004 para 22,4 bilhões na safra de 2008, impulsionada pela difusão da tecnologia flex fuel, que permite que um veiculo utilize dois tipos de combustíveis, como álcool e gasolina. Outro ponto a ser ressaltado é que o Brasil é o único país que tem duas épocas de colheita anuais, uma no norte-nordeste, que se estende de setembro a abril, outra na região centro-sul, que se estende de junho a dezembro.

A pesquisadora analisou imagens referentes a 10 municípios do nordeste do estado de São Paulo no período que se estende de 2001 a 2007, constatando que o índice de vegetação (NDVI) depende do índice de satisfação das necessidades de água (ISNA). A resposta da vegetação, porém, tanto a condições favoráveis quanto desfavoráveis, não se manifesta senão depois de um ou dois meses. Como se trata de uma planta tropical, a cana se desenvolve melhor em condições de temperatura e umidade elevadas. No entanto, temperatura e precipitação sozinhas não mostram correlação com a resposta espectral apresentada pelos satélites. “Se eu medisse somente temperatura e precipitação não notaria correlação, então usei um índice que inclui o solo e características fenológicas da cana, ou seja as características de relações entre processos ou ciclos biológicos e o clima”, explica Gonçalves. Tampouco essa correlação emergiria da análise de safras individuais. Quanto maior o número de dados, mais consistente se faz o estudo. “Com uma série de dados referentes a 7 anos, foi possível obter um padrão”, completa.

As imagens de satélite utilizadas para monitorar a vegetação foram provenientes da família de satélites NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), administrada pelo National Environmental Satellite and Information Service (Nesdis). Esses equipamentos geram diariamente observações globais sobre padrões meteorológicos e sobre condições ambientais na forma de dados quantitativos. Esses satélites foram criados para auxiliar o trabalho meteorológico, mas passaram a ser usados no monitoramento de vegetação, em escala regional e global. Segundo Gonçalves, mais recentemente foram introduzidos no monitoramento agrícola. O AVHHR/NOAA, sigla em inglês para “radiômetro avançado de resolução muito alta”, foi o instrumento sensor utilizado para coletar dados sobre cada região duas vezes ao dia, uma no período matutino, outra à noite. Sua resolução espacial é de 1 a 4 km.

O AVHHR possui dois canais de captação de imagens, um deles é correspondente ao vermelho, outro ao infravermelho, o que o torna útil no estudo da resposta espectral (NDVI) da vegetação. A escala digital do sensor é transformada em valores físicos, para calcular o NDVI. Durante a colheita, o NDVI é baixo. Quanto maior forem a atividade biossintética e a incorporação de biomassa de uma lavoura, mais intensa é a resposta no infravermelho/vermelho, como se pode observar nas imagens abaixo.

Analisando as imagens na região nordeste de São Paulo, pode-se perceber a evolução do crescimento vegetativo da cana-de-açúcar. O plantio inicia-se em agosto apresentando imagens com tons de verde e azul na região nordeste. Essas cores representam o NDVI baixo que caracteriza regiões com solo exposto e pouca vegetação. Isso vale também para os meses de setembro a novembro.

A partir de dezembro, quando a cana-de-açúcar começa a se desenvolver e incorporar mais biomassa, essas regiões passam a se tingir de amarelo, laranja e vermelho. Os meses de fevereiro a maio apresentam um tom vermelho mais forte, período em que a cana-de-açúcar está no “pico” de desenvolvimento e o NDVI é máximo. As áreas escuras nas imagens representam pixels contaminados por nuvens. Nos meses chuvosos, como dezembro, janeiro e fevereiro, há maior chance de as imagens apresentarem grandes áreas escuras.

Na Conferência Internacional sobre Biocombustíveis, organizada pelo Ministério das Relações Exteriores, a ser realizada em São Paulo entre 17 e 21 de novembro, o economista e sociólogo Ignacy Sachs espera ver superado um falso dilema. Entre a produção de biocombustíveis e a produção de alimentos, ele fica com os dois. Sachs adiantou alguns pontos dessa sua próxima conferência no último dia 22 de outubro, quando esteve na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), no evento “A grande transição: rumo às biocivilizações do futuro”, que ocorreu no auditório do Núcleo de Estudos e Pesquisas Ambientais (Nepam). Segundo ele, não é possível acreditar em previsões catastrofistas quanto ao clima do planeta, mas existe a necessidade de aumentar a eficiência no uso de recursos na transição de uma economia dependente de combustíveis fósseis para as “biocivilizações”.

Essas civilizações do futuro serão baseadas na energia solar, nos biocombustíveis e no uso mais efetivo da biomassa proporcionado pelo conhecimento acumulado e pelas novas tecnologias. Sachs conclamou os ouvintes presentes a inventar novos paradigmas, ponderando que de nada valerá a eficiência energética sem a redução das desigualdades sociais e sem democracia. “Estamos no limiar da Revolução Azul – disse ele. Ainda estamos na caça ao peixe, e pouco na piscicultura.”

Para Sachs, que é vinculado ao Centro de pesquisa sobre o Brasil contemporâneo, junto a famosa Escola de Altos Estudos em Ciências Sociais, o país tem condições de assumir uma posição de liderança na “grande transição rumo às biocivilizações do futuro”. “O Brasil não pode se omitir, tem de ser pro ativo na construção de alternativas”, disse. Afinal, tem biodiversidade, água abundante, sol e cinco “pês” – praia, piscicultura, pesca, portos e, por enquanto, petróleo – que lhe conferem “vantagens”. Mas essas vantagens naturais precisam ser potencializadas pela pesquisa e integradas em sistemas sociais que visem à mitigação das mudanças climáticas e à superação do fosso de desigualdade. Para ele, as escolas de ensino superior, por exemplo, poderiam ser mais bem aproveitadas no sentido de perseguir e incorporar novos modelos.

O sociólogo ainda argumentou a necessidade de refazer os cálculos do artigo publicado na revista BioScience por Peter Vitousek, Paul Erlich, Anne Ehrlich e Pamela Matson, em 1986, sobre a apropriação humana da produção primária líquida, estimada na época em 30%. A produção primária líquida é a quantidade de energia que algas e plantas fixam biologicamente, descontada a energia que gastam na própria respiração. Para Sachs, apesar da publicidade que essa estimativa teve, ainda falta compreender, de fato, “quanto consumimos, quanto desperdiçamos, quanto destruímos involuntariamente” para determinar até onde podemos ir sem perigo.

Enxergar o mundo microscópico que nos cerca é um trabalho cercado de mistérios para a maioria do público. Observar as pequenas estruturas que compõem uma placa de silício ou as formações de uma estrutura cerâmica em escala nanométrica é algo para especialistas com acesso a maquinários complexos e caros. Pensando na curiosidade do público sobre o que é produzido dentro de um laboratório e de olho na difusão do conhecimento como instrumento de despertar futuros pesquisadores entre os jovens e adolescentes o Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC) da Universidade de São Paulo, campus São Carlos, desenvolveu o projeto “Nanoarte: uma viagem pelo mundo da tecnologia”. As imagens captadas pelos pesquisadores ligados ao Centro foram expostas pela primeira vez ao público no início deste ano. O retorno foi tão positivo que o projeto ganhou corpo: uma agenda itinerante pelo Brasil e um DVD intitulado “Nanoarte: da colméia às flores”, distribuído para escolas.

Imagem revelada pelo microscópio eletrônico do CMDMC

Elson Longo da Silva, professor emérito da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e atualmente ligado ao Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (Liec) da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara foi um dos responsáveis pelo projeto e diz que ficou surpreso com o retorno da primeira exposição “As imagens geradas tentavam, antes de mais nada, fazer uma livre associação com o imaginário do cotidiano das pessoas deixando o público à vontade com as imagens da ciência reproduzidas ali”, afirma. Optou-se por imagens que remetessem a flores, colméias, mapas ou mesmo objetos banais para criar uma empatia inicial, para, apenas posteriormente, se descobrir que a imagem retratava uma placa de silício ou uma estrutura cerâmica complexa. Para Elson Longo, que também é diretor do CMDMC, iniciativas como essa aproximam a sociedade da ciência sem cobrar um grande comprometimento inicial.

O olhar fotográfico e a lente do microscópio Apesar de não concordar em chamar de fotografia (que, literalmente, significa “escrever com luz”) as imagens geradas pelo grupo de Longo, a pesquisadora Daniela Lemos de Moraes, integrante do grupo de pesquisa Experimental da Imagem Digital (GPEX-id) do Instituto de Artes da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), diz que o recorte ou a intencionalidade do olhar é que compõe o pensamento fotográfico. “Essa é a diferença da cópia para o olhar humano: a intenção em se deixar algo dentro de um enquadramento enquanto se exclui todo o restante de uma cena”. A pesquisadora lembra os experimentos de Eadweard Muybridge (1830-1904) com as seqüências de câmeras fotográficas para captar os pequenos movimentos que compunham ações banais (como o trote de um cavalo) em contraposição às fotos de Henri Cartier-Bresson (1908-1974). “Naquela época, o público em geral também não tinha consciência da totalidade dos movimentos [referindo-se aos experimentos de Muybridge da década de 1870]. O artifício da câmera fotográfica possibilitou o recorte do momento e isso era um fenômeno por si só. Fotógrafos como Cartier-Bresson, ao contrário, já trabalham com significados mais profundos”, completa.

Já Cristina Bruzzo, professora da Faculdade de Educação (FE) da Unicamp, enxerga as experiências com nanotecnologia como novos tipos de imagens (um dos exemplos são as geradas por microscópios eletrônicos) uma forma de ampliar um imaginário científico cada vez mais presente no cotidiano contemporâneo. “Basta ver as simulações das viagens espaciais ou ainda as imagens que as sondas mandam de volta para a Terra”, afirma, “as pessoas estão se naturalizando com as imagens científicas, algo que era uma experiência sensível, distante das pessoas”.

Disciplinas como a biologia, a geografia ou outras, diz Bruzzo, que precisam lidar com o micro e com o macro, dependem profundamente das imagens para produzir conhecimento e esse imaginário construído pode auxiliar no futuro dessas disciplinas. “Porém, ainda não se tensiona os significados dessas imagens, ainda há uma aproximação pelo lúdico e pelo espetáculo, o que é bom por um lado, mas falta ‘rechear’ de informação o que compõe essas imagens”. A professora cita as cores associadas a algumas imagens geradas por microscópios ou telescópios que muitas vezes não são cores reais. “Falta explicar ao público o porquê da escolha daquelas cores: é uma notação científica, por exemplo, ou somente estética? Seria interessante para o público saber, dar um passo adiante no entendimento desse novo imaginário”.

A experiência do CMDMC com métodos de divulgação da ciência produzida dentro dos laboratórios não é nova. Além da experiência com as imagens nanoscópicas o Centro também desenvolveu outras aproximações lúdicas com o público, como um quebra-cabeça das imagens do projeto Nanoarte e o Chemical Sudoku, inspirado no jogo de raciocínio lógico e que pode ser jogado online, que ganhou no ano passado direito a premiações. Além disso, uma parceira com a área de óptica do Instituto de Física da USP São Carlos, representada por Vanderlei Salvador Bagnato, o Centro desenvolve o programa “Da cerâmica clássica à nanotecnologia”, que vai ao ar pelo Canal Universitário de São Carlos.

Revista Science premia as melhores imagens da ciência em 2008

Novas maneiras de articular as informações científicas são essenciais para aumentar o entendimento do público sobre a ciência e a engenharia e também melhorar a comunicação para além das disciplinas científicas. Essas são palavras do editorial que apresenta o prêmio Visualisation Challenge 2008, escrito por Jeff Nesbitt, diretor da Fundação Nacional da Ciência (NSF, na sigla em inglês) dos EUA e da editora executiva da revista Science, Monica Bradford.

O prêmio, que está na sua 6ª edicão, recebeu este ano mais de 180 inscrições do mundo todo e contemplou trabalhos nas áreas de fotografia, ilustracão, infografia, mídias interativa (CDRom e sites em flash) e não-interativas (vídeos e animacões), julgadas por pesquisadores ligados a NSF, revista Science e um painel de profissionais de artes visuais especializados em ciência.

“Quando fui convidada para compor a banca esperava pessoas com o mesmo background científico ou especialistas em microscopia eletrônica, mas foi surpreendente ver que um dos jurados era, por exemplo, um profissional do canal de TV National Geographic, outro ligado ao [jornal] Washington Post, outro era um pesquisador de um grupo que produz ilustrações médicas na Escola de Medicina de Baltimore e assim por diante, ou seja, profissionais com formações variadas”, conta Alisa Machalek, que participou como jurada no prêmio deste ano.

O destaque desta edição foi capa da Science de setembro é a versão ilustrada da cena do Chapeleiro Maluco (http://upload.pbase.com/image/103650215/original.jpg) , encotrada na história de “Alice no país das maravilhas”, feita com diversas texturas vindas de imagens de microscopia eletrônica. “Foi impressionante ver aquelas texturas tiradas do contexto original e transportadas para um contexto lírico, de fantasia”, afirma Machalek.

No site da revista é possível ter acesso gratuito a um slide show produzido com os vencedores deste ano e as inscrições para o próximo prêmio já podem ser feitas na página da NSF.