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Modelo de inteligência artificial avalia como fatores ambientais impactam quantidade de carbono capturado na Amazônia

Fonte

Jornal da USP

Data

terça-feira, 14 fevereiro 2023 17:45

A floresta amazônica é responsável pela remoção de 400 milhões de toneladas de carbono da atmosfera a cada ano. Entretanto, as mudanças climáticas e o desmatamento na região podem transformar áreas de sumidouros de CO2 em fontes emissoras. Desenvolver um modelo de inteligência artificial para mensurar de que forma essas variáveis ambientais – como umidade e radiação solar – impactam a quantidade de carbono capturado na região foi o principal objetivo da pesquisa de mestrado do cientista ambiental Lucas Bauer.

O estudo apresentado em novembro passado foi realizado no programa Análise Ambiental Integrada da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), com apoio do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), patrocinado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) em parceria com a Shell. Um resumo do trabalho foi publicado na forma de pré-impressão na Plataforma Authorea.

O texto é assinado por Lucas Bauer e pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP): a Dra. Luciana Rizzo, orientadora do trabalho e hoje professora do Instituto de Física da USP (IFUSP), e também o Dr. Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa, coorientador do trabalho e professor do Departamento de Computação e Sistemas Digitais da Escola Politécnica da USP (EPUSP). “Trata-se de um trabalho interdisciplinar que reuniu duas áreas do conhecimento: as ciências atmosféricas e a ciência de dados”, explicou a professora Luciana Rizzo, que integra o programa de pesquisa Greenhouse Gases (GHG) do RCGI. “Sabemos que a floresta amazônica presta um importante serviço ambiental ao remover carbono da atmosfera, mas qual seria esse grau de variabilidade, por exemplo, em anos secos ou chuvosos? Foram perguntas assim que nortearam o estudo.”

Remoção do carbono na atmosfera

Em busca de respostas, Lucas Bauer fez um recorte na imensidão da floresta amazônica, que ocupa 7,2 milhões de quilômetros quadrados (km²) espalhados em nove países. No caso, o foco do pesquisador foi a Floresta Nacional do Tapajós, no Pará, onde está localizada uma das torres de monitoramento do projeto Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA), desenvolvido desde a década de 1990 pelo governo federal e vinculado ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA).

Os dados registrados pela torre, disponíveis para consulta pública, serviram de fonte para Lucas Bauer: “Os números refletem uma realidade local, em um raio de cerca de 5 quilômetros. Mas nossa pesquisa é um primeiro passo que deve, a longo prazo, ser extrapolada para uma escala regional para quantificar o quanto a floresta amazônica, como um todo, consegue remover de carbono da atmosfera”, explicou a professora Luciana Rizzo.

Os dados utilizados por Lucas Bauer cobrem o período de 2002 a 2005. “Vale lembrar que a partir de 2005 o desmatamento passou por uma queda significativa em função do desenvolvimento de políticas públicas para combater esse problema”, prosseguiu a Dra. Luciana Rizzo. “Infelizmente, nos últimos seis anos essa taxa de desmatamento voltou a subir, como demonstram os dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais  (INPE). Entretanto, a pesquisa não usou dados recentes, porque esses ainda não foram disponibilizados para consulta.”

Modelo de inteligência artificial 

Após reunir esses dados, Lucas Bauer desenvolveu um modelo de inteligência artificial para estimar a troca de carbono naquela parte da floresta. “No estudo ele utilizou a rede neural artificial [ANN, na sigla em inglês], uma técnica de aprendizagem de máquina que consegue captar essa não linearidade entre a variável de resposta, que seria a remoção de carbono, e as variáveis preditoras, como umidade e radiação solar, por exemplo”, explicou a professora Luciana Rizzo. “A rede neural simula o processamento de informação do cérebro humano para obter um conhecimento integrado a respeito de determinado cenário. As células de processamento são espécies de neurônios que recebem, processam e transmitem dados para outras células do sistema, criando assim uma rede de informação.”

“O País precisa quantificar de fato o quanto a Amazônia remove de carbono porque se trata de um serviço ambiental fundamental, não apenas para o Brasil como para o planeta”, observou a pesquisadora. “Com a evolução do mercado de carbono, nosso país poderia lucrar financeiramente por causa desse serviço. Ou seja, a floresta em pé é muito valiosa”, concluiu a Dra. Luciana Rizzo.

Acesse o resumo do trabalho publicado na forma de pré-impressão na Plataforma Authorea.

Acesse a notícia completa na página do Jornal da USP.

Fonte: Assessoria de Comunicação do RCGI e Jornal da USP.