Usos Científicos dos Drones: Pesquisa e Monitoramento de Clima

Introdução

Os drones, veículos aéreos não tripulados (VANTs), estão ganhando cada vez mais destaque no mundo científico, especialmente no Brasil.

Essas tecnologias não só permitem uma redução significativa de custos e tempo em diversas pesquisas, mas também oferecem uma precisão e eficiência sem precedentes.

Veremos adiante como os drones estão sendo utilizados em pesquisas e monitoramento climático, destacando alguns casos de sucesso e inovações.

Drones na Agricultura: Seleção de Milho Resistente à Seca

Metodologia Inovadora

Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma metodologia inovadora para acelerar a seleção de plantas de milho geneticamente modificadas para resistir à seca.

Esta abordagem utiliza drones equipados com câmeras RGB, que capturam imagens em alta resolução, permitindo uma análise detalhada das plantas. As imagens são processadas por algoritmos de inteligência artificial, que identificam as plantas com as características mais resilientes ao estresse hídrico. Veja a reportagem aqui.

Benefícios e Resultados

A utilização de drones reduz significativamente os custos e o tempo necessários para a seleção de plantas resistentes à seca. Tradicionalmente, este processo envolvia a coleta manual de amostras e a análise em laboratório, o que era demorado e caro.

Com os drones, os pesquisadores podem monitorar grandes áreas rapidamente, capturando dados em tempo real e com alta precisão. Isso facilita a identificação das plantas com as melhores características genéticas, acelerando o desenvolvimento de cultivares mais adaptadas às condições climáticas adversas.

Impacto na Produção Agrícola

A resistência à seca é uma característica crucial para a sobrevivência das plantas de milho em regiões onde as condições climáticas são desafiadoras. O uso de drones na seleção genética ajuda a produzir sementes mais adaptadas, aumentando a produtividade e a segurança alimentar.

Este avanço tecnológico é especialmente relevante no contexto do aquecimento global, onde a previsão de eventos climáticos extremos é cada vez mais frequente.

Drones no Monitoramento de Florestas Tropicais

Velocidade e Eficiência

Veículos aéreos não tripulados são utilizados para monitorar florestas tropicais no Brasil com velocidade, eficiência e riqueza de detalhes.

As florestas tropicais brasileiras são algumas das mais biodiversas do mundo, mas também enfrentam desafios significativos, como desmatamento e incêndios. Os drones proporcionam uma visão aérea detalhada, permitindo o mapeamento de áreas extensas em curto prazo.

Aplicações Específicas

Os drones são usados para várias aplicações no monitoramento de florestas, incluindo:

• Mapeamento e Monitoramento: Criação de mapas detalhados e monitoramento contínuo das áreas florestais.
• Identificação de Áreas Degradadas: Detecção de áreas que sofreram desmatamento ou incêndios, facilitando ações de reflorestamento e recuperação.
• Estudo da Fauna: Registro de animais em áreas de difícil acesso, como a copa das árvores ou regiões de cerrado.

Exemplo de Sucesso: ICMBio

O Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio) recebeu 12 drones para operar no monitoramento e fiscalização das Florestas Nacionais da Amazônia. Estes drones, além de capturar imagens em alta resolução, também estão equipados com sensores térmicos e câmeras infravermelhas, o que permite uma análise mais completa e detalhada das áreas monitoradas.

Drones no Reflorestamento

Tecnologia de Biocápsulas

A Ambipar, empresa líder em gestão ambiental, desenvolveu uma tecnologia de biocápsulas que são lançadas por drones para acelerar o processo de reflorestamento. Cada biocápsula contém sementes de árvores nativas, nutrientes e um sistema de irrigação microencapsulado, garantindo que as sementes tenham as condições ideais para germinar e crescer.

Aplicação Prática

A cidade do Rio de Janeiro, através da Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Clima, iniciou o uso inédito no país de drones semeadores nos mutirões de reflorestamento:

Prefeitura inicia o uso inédito de drones semeadores para reflorestamento da cidade

Este projeto visa ampliar rapidamente a cobertura vegetal em áreas urbanas e degradadas, contribuindo para a mitigação dos efeitos do aquecimento global e melhorando a qualidade do ar e do solo.

Drones na Pesquisa Florestal

Estudo Sistemático

Uma revisão sistemática sobre a utilização de drones em estudos florestais destacou as vantagens dessas tecnologias, incluindo redução de custos, flexibilidade temporal e execução em condições adversas. No entanto, também foram identificadas algumas limitações, como o tempo de voo limitado e a necessidade de operadores capacitados.

Aplicações Variadas

Drones são utilizados em uma variedade de aplicações florestais, incluindo:

• Mapeamento de Áreas: Criação de mapas precisos e atualizados das áreas florestais.
• Monitoramento de Saúde das Árvores: Identificação de doenças e pragas através de imagens infravermelhas e termográficas.
• Estimativa de Biomassa: Cálculo da biomassa florestal, essencial para estudos de carbono e conservação.

Pesquisa da Unicamp e Embrapa

Uma pesquisa conjunta da Unicamp e Embrapa utiliza drones e inteligência artificial para melhorar a produção agrícola, focalizando a identificação de plantas mais resistentes ao calor. O objetivo é desenvolver sementes mais adaptadas às condições climáticas adversas, aumentando a produtividade e a segurança alimentar no Brasil.

Drones nas Alterações Climáticas

Drone para Medição de Gases de Efeito Estufa

Um projeto colaborativo entre a Suécia e a Colômbia envolve a utilização de drones equipados com sensores especializados para medir concentrações de gases de efeito estufa, como dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). Esta tecnologia é crucial para entender melhor os impactos das mudanças climáticas e desenvolver estratégias de mitigação.

Projeto Harmonize no Pará

O Projeto Harmonize, desenvolvido pela Fiocruz, mapeia e identifica áreas vulneráveis ao aumento de doenças associadas às mudanças climáticas no estado do Pará. Além disso, realiza oficinas para gestores e estudantes, proporcionando conhecimento prático e teórico sobre as aplicações de drones na saúde ambiental.

Drones na Gestão de Incêndios

Combate a Queimadas no Pantanal

O Pantanal, uma das maiores áreas úmidas do planeta, enfrenta sérias ameaças devido à estiagem severa e incêndios frequentes. O Ministério do Meio Ambiente está explorando o uso de drones para combater esses incêndios de forma mais eficaz. Os drones podem ser utilizados para identificar focos de incêndio, monitorar a propagation das chamas e auxiliar no planejamento de ações de combate e prevenção.

Resposta Rápida em Emergências

Os drones são ferramentas valiosas para responder rapidamente a emergências ambientais, como incêndios florestais. Sua capacidade de sobrevoar áreas de difícil acesso e capturar imagens em tempo real é essencial para a coordenação de equipes de resgate e combate a incêndios. Além disso, drones podem transportar equipamentos de combate a incêndios, como extintores e dispositivos de pulverização de água.

Drones na Previsão do Tempo

Técnica de Semeação de Núvens

Uma técnica inovadora que utiliza drones para alterar a carga elétrica das gotículas de chuva nas nuvens está sendo estudada para fazer chover artificialmente. Este método, conhecido como semeação de nuvens, tem o potencial de combater a seca em regiões onde as precipitações são escassas.

Aplicações Práticas

Dubai, por exemplo, vem utilizando drones para fazer chuva artificial, uma estratégia que tem se mostrado eficaz em regiões de clima seco. Essa tecnologia pode ser adaptada e implementada em outras partes do mundo, incluindo o Brasil, onde a seca afeta significativamente a produção agrícola e a qualidade de vida das populações.

Drones no Setor do Agronegócio

Expansão do Uso de Drones

O uso de drones no agronegócio brasileiro tem crescido exponencialmente. Segundo dados do Canal Rural, o número de drones utilizados no campo aumentou 375% em dois anos. Culturas como milho e soja representam mais de 50% das operações de pulverização com uso de drones, seguidas por pastagens, cana-de-açúcar e others.

Regulamentação e Normas

A Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) e o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) têm trabalhado na regulamentação do uso de drones agrícolas. A previsão é que, em breve, seja lançada uma consulta pública para definir as regras de aplicação de produtos com aeronaves tripuladas e remotamente pilotadas.

Drones na Saúde Ambiental

Monitoramento da Fauna

Drones munidos de câmeras térmicas e coloridas têm ajudado pesquisadores a fazerem registros de animais em áreas de difícil acesso, como o interior das florestas tropicais. Esta tecnologia é crucial para o estudo da biodiversidade e a monitorização de espécies ameaçadas.

Impactos na Saúde Humana

O Projeto Harmonize, mencionado anteriormente, também tem focado em mapear e identificar áreas que são vulneráveis ao aumento de doenças associadas às mudanças climáticas. Este mapeamento é essencial para prevenir e controlar a propagação de doenças, como a malária e a dengue, que são altamente dependente das condições climáticas.

Mercado e Oportunidades de Emprego

Crescimento do Mercado

O mercado global de drones agrícolas está em expansão, com projeções de superar R$ 23 bilhões até 2029, mais que o dobro da projeção estimada para 2024, que gira em torno de R$ 11,02 bilhões. Esta crescente demanda por tecnologias drones no agronegócio está gerando novas oportunidades de emprego.

Novas Profissões

A profissão de piloto de drone tem se destacado no agronegócio, sendo considerada uma das 25 profissões mais em alta no Brasil, segundo pesquisa do Canal Rural. Esses profissionais são responsáveis por operar drones em diversas tarefas, como mapeamento de áreas, pulverização de produtos e Monitoramento de cultivos.

Conclusão

Os drones têm se mostrado uma ferramenta inovadora e eficiente em diversos setores da pesquisa e monitoramento climático no Brasil. Suas aplicações na agricultura, florestas, reflorestamento, alterações climáticas, gestão de incêndios e saúde ambiental estão revolutionizando a forma como abordamos estes desafios. Com o avanço contínuo da tecnologia e a regulamentação adequada, espera-se que os drones continuem a desempenhar um papel crucial na construção de um futuro mais sustentável e resiliente.

FAQ

1. O que são drones equipados com câmeras RGB e como eles ajudam na seleção de plantas de milho resistente à seca?

Drones equipados com câmeras RGB capturam imagens em alta resolução em três canais de cores (vermelho, verde e azul). Essas imagens são processadas por algoritmos de inteligência artificial para identificar plantas de milho com características genéticas que as tornam mais resistentes à seca, acelerando a seleção genética e reduzindo custos.

2. Como os drones são utilizados no monitoramento das florestas tropicais?

Drones são usados para mapear e monitorar florestas tropicais com velocidade e eficiência. Eles capturam imagens em alta resolução, identificam áreas degradadas, monitoram a saúde das árvores e auxiliam no mapeamento de biodiversidade, proporcionando uma visão detalhada e atualizada das condições das florestas.

3. O que são biocápsulas e como elas são usadas nos drones de reflorestamento?

Biocápsulas são dispositivos pequenos que contêm sementes de árvores nativas, nutrientes e um sistema de irrigação microencapsulado. Os drones lançam estas biocápsulas em áreas desmatadas, acelerando o processo de reflorestamento e garantindo que as sementes tenham as condições ideais para germinar e crescer.

4. Como os drones podem ajudar no combate a incêndios florestais?

Drones são utilizados para identificar focos de incêndio, monitorar a propagação das chamas e auxiliar no planejamento de ações de combate e prevenção. Sua capacidade de sobrevoar áreas de difícil acesso e capturar imagens em tempo real é essencial para a coordenação de equipes de resgate e combate a incêndios.

5. O que é a técnica de semeação de nuvens e como ela funciona?

A técnica de semeação de nuvens envolve o uso de drones para alterar a carga elétrica das gotículas de chuva nas nuvens, promovendo a formação de gotas mais pesadas que caem como chuva. Esta tecnologia é usada para combater a seca em regiões onde as precipitações são escassas, aumentando a eficácia das ações climáticas.

6. Quais são as principais aplicações de drones na saúde ambiental?

Drones são usados na saúde ambiental para monitorar a fauna, mapear áreas vulneráveis ao aumento de doenças associadas às mudanças climáticas e realizar análises ambientais. Eles proporcionam registros detalhados de animais em áreas de difícil acesso e ajudam a prevenir e controlar a propagação de doenças, como a malária e a dengue.

7. Como o mercado de drones agrícolas está crescendo no Brasil?

O mercado de drones agrícolas no Brasil está expandindo rapidamente, com um aumento de 375% em dois anos. Culturas como milho e soja representam a maior parte das operações, e a demanda por profissionais capacitados para operar esses dispositivos está crescendo, gerando novas oportunidades de emprego.

8. Quais são as vantagens e desvantagens de usar drones em estudos florestais?

As vantagens de usar drones em estudos florestais incluem redução de custos, flexibilidade temporal e capacidade de operar em condições adversas. As desvantagens incluem tempo de voo limitado, necessidade de operadores capacitados e limitações tecnológicas em algumas aplicações específicas.