Pesquisa usa drones com sensores de gases para detectar incêndios

12 eventos sísmicos foram registrados por meio dos microfones submersos (hidrofones) embarcados nos drones.

A ferramenta contribui para a seleção de plantas que suportem melhor o estresse hídrico, um dos impactos das mudanças climáticas na agricultura

“A cada dia que passa a crise climática se intensifica e é necessário prover informações, gerar conhecimento de ponta e, principalmente, as soluções para que o país possa avançar nas ações de mitigação, adaptação e no desenvolvimento econômico sustentável”

Além de gerar mapas de carbono precisos, o uso do drone com o sensor LiDAR gera dados para o monitoramento de degradação

Sistema é baseado em tecnologias disruptivas, levantamento de dados por meio de drones, fotogrametria digital e IA

A plataforma está sendo construída com técnicas avançadas de big data para gerar dados que possam ser usados para monitorar as emissões dos gases.

Pesquisadores brasileiros e norte-americanos desenvolveram um sistema computacional capaz de controlar um drone de forma autônoma (sem controle humano) no interior de florestas, permitindo que ele desvie de árvores e mapeie grandes territórios em poucos minutos. “Além de termos a possibilidade de fazer um inventário florestal em uma área de cobertura muito maior, com a atuação do drone esse processo se torna muito mais rápido, seguro e preciso”, explica Guilherme Nardari, pesquisador do INCT de Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, e um dos autores do trabalho, que foi realizado em parceria com cientistas da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos. O drone consegue mapear uma floresta inteira de quase 400 mil m² em apenas 30 minutos. Caso o mesmo trabalho fosse realizado por uma equipe de engenheiros florestais, o mapeamento levaria em torno de 12 dias e meio, desde que os profissionais trabalhassem 24 horas diárias. Com peso aproximado de 3kg e autonomia de voo de 20 minutos, o drone está sendo testado nos EUA e é composto por quatro hélices, uma câmera, um computador de bordo, um controlador de voo e um sensor a laser, responsável por calcular em tempo real a distância entre o equipamento e as árvores ao seu redor. A utilização do veículo aéreo não tripulado (Vant) autônomo para mapear florestas possibilitará uma série de aplicações, como a elaboração de planos de manejo, atendimento a demandas de empresas florestais, definição de estratégias para preservar os recursos naturais da área e o combate ao desmatamento. “Nós conseguiríamos avaliar o estado de conservação das florestas e detectar locais que precisam de reflorestamento, servindo de alerta para as autoridades ambientais caso alguma região apresente transformações suspeitas ao longo do tempo. Esse tema é muito relevante, principalmente pelo atual cenário que vivemos, de total descaso com a Amazônia”, afirma Roseli A. Francelin Romero, pesquisadora do InSAC e professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. Atualmente, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) realiza alguns levantamentos florestais por imagens de satélite, mas são estimativas que impossibilitam uma análise mais minuciosa da vegetação em áreas específicas. Para evitar a colisão com algum objeto na floresta, o drone possui sensor a laser que dispara milhares de feixes de luz por segundo que, conforme acertam as árvores, calculam a distância delas para o Vant e estimam a espessura de cada tronco ou galho. Os dados coletados são interpretados por um código de computador (algoritmo) que foi desenvolvido e que utiliza inteligência artificial para detectar árvores, mapear a região e “guiar” o drone na direção correta, fazendo com ele se esquive dos obstáculos. Simultaneamente, o algoritmo gera um mapa em 3D da floresta, onde são especificadas a quantidade de árvores do local, o volume de madeira, a área coberta por vegetação, entre outros dados. Segundo os pesquisadores, o drone também é capaz de identificar folhagens no chão, permitindo avisar as autoridades sobre um risco maior de queimadas, que são muito comuns tanto no Brasil como nos EUA. O drone autônomo foi testado pelos cientistas em uma floresta de pinheiros norte-americana no Estado de Nova Jersey e mostrou resultados positivos, pois o equipamento conseguiu desviar das árvores e levantar com precisão os dados da área. “Foi um desafio enorme do ponto de vista robótico, pois além de fazer um drone voar sozinho no meio das árvores, sem perdermos a comunicação com ele, precisávamos obter um mapa de qualidade, extremamente preciso”, conta Guilherme, que faz doutorado no ICMC e é orientado pela professora Roseli Romero. O pesquisador desenvolveu o trabalho durante intercâmbio nos Estados Unidos e recebe financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Guilherme conta que o algoritmo desenvolvido para controlar o drone permite um mapeamento mais preciso e com informações mais detalhadas sobre a floresta, além de voos menos suscetíveis a interferências em comparação com outros modelos encontrados na literatura da área. Os cientistas criaram uma empresa nos Estados Unidos para oferecer alguns serviços de mapeamento com o drone para a iniciativa privada. Segundo Guilherme, há interesse em trazer a tecnologia para Brasil, mas antes o sistema de controle do Vant precisaria passar por algumas adaptações, afinal, existem diferentes tipos de florestas no país, com obstáculos distintos, que podem dificultar as missões com o veículo aéreo. A estimativa de custo para cada drone autônomo como esse é de R$ 60 mil. “O valor não é alto se comparado ao retorno que ele pode trazer para a população em geral, com a preservação das florestas e do meio ambiente”, finaliza Roseli.

O Grupo de Pesquisa Novos Direitos, vinculado ao Departamento de Ciências Ambientais (DCAm) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) abriu inscrições para o curso "Uso de drones em laudos ambientais". O objetivo é fornecer conhecimento teórico e prático sobre a utilização de imagens captadas por drones em análises ambientais, especialmente em laudos ambientais. O curso traz conhecimentos sobre o manuseio de drones, uso e manipulação das informações obtidas, técnicas de análise de imagens e aplicação em estudos de casos relacionados às perícias ambientais. As imagens captadas pelos drones podem ser utilizadas em estudos do meio ambiente, além de auxiliar na identificação de fenômenos e processos e na averiguação da ocorrência de danos ou crimes ambientais. A capacitação - voltada a profissionais atuantes na área ambiental ou interessados em ingressar nesse campo, peritos judiciais e estudantes - é coordenada pelo professor Celso Maran de Oliveira, do DCAm, e tem carga horária de 24 horas, sendo 16 horas presenciais aos sábados (nos dias 29 de junho e 6 de julho), das 8 às 12 horas e das 13 às 17 horas; e oito horas de atividades extraclasse (com material disponibilizado online). O valor de investimento é de R$ 500 e as inscrições devem ser feitas até o dia 26 de junho pela plataforma box UFSCar ( https://box.ufscar.br ). Os alunos receberão certificado ao final do curso. Mais informações estão disponíveis no site https://droneslaudosamb.faiufscar.com . Dúvidas podem ser encaminhadas para o e-mail [email protected] .

O Fapesp Shell Research Centre for Gas Innovation (RCGI), com sede na Escola Politécnica da USP, irá desenvolver, em parceria com centros de pesquisa na Holanda, Reino Unido, Áustria e Catar, soluções que ajudem a Shell a reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa (GEEs), em especial o CO2. A fundação recebeu um montante de investimentos da Shell que serão aplicados em 16 novos projetos de pesquisa para mitigação do CO2. A Fapesp já desenvolve 29 projetos atualmente.“A parceria entre a Fapesp e a BG Brasil foi celebrada em 2013. Na época, os esforços em inovação eram direcionados para tecnologias que envolvessem o gás natural. Com a compra da BG pela Shell, o foco de P&D expandiu para atender às estratégias globais da companhia, além das demandas mundiais de haver um esforço de atacar a causa principal das mudanças climáticas: emissões de GEEs”, explica o diretor científico do Centro, Júlio Meneghini. Os 29 projetos de pesquisa pré-existentes estão, de diferentes formas, sintonizados com os novos objetivos do centro. “O que haverá é uma maior sinergia entre os projetos, O RCGI conta hoje com 200 pesquisadores, número que deverá chegar a 350 até o final de 2018. Seus 45 projetos de pesquisa estão divididos em quatro grandes programas de pesquisa: Engenharia; Físico/Química; Políticas de Energia e Economia; e Abatimento de CO2,sendo que este último abriga os 16 novos projetos. De acordo com o coordenador técnico-científico da Shell no RCGI, Alexandre Breda, o mundo emite atualmente cerca de 35 Gton por ano de CO2 equivalente. “Segundo alguns pesquisadores, para cumprir os compromissos estipulados na COP 21, em Paris, em 2015, nosso budget máximo de emissões mundiais, desde a Revolução Industrial, deveria ser de 1 trilhão de toneladas de CO2 . Mas nós já emitimos até hoje 620 bilhões de toneladas. Mantendo-se o ritmo atual, atingiremos essa meta em meados de 2036”, diz, citando informações do site http://trillionthtonne.org/ , que estima as emissões mundiais em tempo real. “A ambição da Shell é reduzir em 20% sua intensidade de emissão de CO2 global até 2035, e até 2050 uma nova redução até o alinhamento com a média mundial”.

O Ministério do Meio Ambiente (MMA) cogita a adoção de drones para monitorar atividades como desmatamento e queimadas nas principais áreas ambientais brasileiras. A ideia é fiscalizar biomas, como Cerrado e Amazônia, locais onde as entidades têm dificuldade em realizar as operações de fiscalização. Uma das áreas prioritárias pelo projeto é o eixo da BR-163, que liga Cuiabá, em Mato Grosso, a Santarém, no Pará. Nessa região, existe grande desmatamento e muita dificuldade de identificar os agressores. A utilização de drones faz parte do projeto Ecodrones, iniciativa do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), ligado ao MMA e à organização WWF-Brasil. Os ecodrones são utilizados em ações de prevenção e combate a incêndios florestais, monitoramento de fauna, mapeamento de cadeias produtivas da sociobiodiversidade, além do uso recreacional. Localizado na Bahia, o Parque Nacional do Pau Brasil já utiliza um drone – o Nauru. É uma ferramenta importante para a conservação, pois tem a capacidade de alcançar locais de difícil acesso das pessoas. O Nauru é um ecodrone com autorização da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) para realizar os voos e possui capacidade de viajar quatro horas sem interrupção. O equipamento é controlado por um técnico especializado, mas muitos estudos são feitos para que ele seja programado para automatização. Os drones transmitem imagens em tempo real, são mais velozes nos voos sobre as áreas, o que propicia maior agilidade do que o trabalho feito por pessoas. “Os drones chegam mais rápido e vão em lugares difíceis de serem explorados pelos homens, sendo uma ferramenta que contribuirá muito para a fiscalização das matas”, afirma a especialista em gestão ambiental, Geovana Madruga, coordenadora de responsabilidade social do Instituto Positivo. O uso desses equipamentos é bastante comum em outros países, inclusive na África, onde o equipamento ajudou a diminuir os casos de caça predatória de rinocerontes e elefantes. Já no Brasil também existem iniciativas para estudos com boto cor-de-rosa e antas, também na Amazônia.

Com apoio do Programa Fapesp Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), um grupo de pesquisadores da NCB Sistemas Embarcados Ltda, empresa de São José dos Campos, desenvolveu uma linha de produtos customizados para automatização de processos da aviação agrícola. O objetivo é reduzir o desperdício de agrodefensivos lançado por aviões e que podem comprometer a precisão e segurança na hora da aplicação do material. A tecnologia desenvolvida através do projeto SECA : Sistema Embarcado de Controle Automático: desenvolvimento de um novo algoritmo e equipamento para automatização da aplicação de agrodefensivos em aeronaves agrícolas , substitui procedimento de controle e atuação manual por um equipamento dotado de um hardware embarcado de tempo real e um sistema eletromecânico com sensor e atuador que, integrado aos demais componentes da plataforma, auxilia na realização da aplicação autônoma, sem participação do piloto. A tecnologia pode gerar economia de, no mínimo, 10% de agrodefensivos e de 5% de combustível. O primeiro dos componentes desenvolvidos pela NCB é o Flux I,um fluxômetro utilizado para o acompanhamento em tempo real da vazão do agrodefensivo aplicado. Com o Flux I o piloto pode calcular direto no equipamento a vazão ideal para aplicação e a quantidade total aplicada por meio de um totalizador. Ainda é possível realizar uma calibração simplificada de modo que a vazão monitorada represente a quantidade correta de defensivo aplicada, evitando desperdício. Para chegar ao produto, os pesquisadores envolvidos no projeto desenvolveram um novo algoritmo de controle para a automatização da aplicação de agrodefensivos e trabalharam em atividades de modelagem para sua validação em ambiente simulado. Agora, a NBC trabalha na certificação da linha de produtos junto à Anac - Agência Nacional de Aviação Civil na produção de lotes para campanhas comerciais e na fabricação e criação de itens de demonstração, treinamento e divulgação para representantes. Para isso, o projeto“ Desenvolvimento técnico e comercial da linha de produtos para navegação e automação da aplicação de agrodefensivos em aeronaves agrícolas ” contou com apoio da Fapesp na modalidade Finep-PAPPE-PIPE III .

A WWF-Brasil, a ONG inglesa Conservation Drones, o ICMBio, a Agência Nacional de Águas (ANA), a Universidade Federal de Goiás (UFG), o Ibama, o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), a Embrapa e o Instituto Araguaia de Proteção Ambiental, uma organização não-governamental do Estado do Tocantins lançaram dia 17 de julho o Projeto Ecodrones Brasil com objetivo de otimizar a conservação do ponto de vista técnico e econômico. Com capacidade de coletar dados e imagens de alta resolução, a tecnologia dos Veículos Aéreos Não Tripulados (os Vant’s, popularmente conhecidos como drones) pode contribuir na preservação dos recursos naturais. Segundo o especialista do Programa Amazônia do WWF-Brasil, Marcelo Oliveira, o potencial de uso desses equipamentos na esfera ambiental é enorme. Ele contou que os ecodrones trazem oportunidades inovadoras para o mapeamento de áreas protegidas, monitoramento da biodiversidade, combate a incêndios florestais, caça e exploração dos recursos naturais, bem como na coleta de dados científicos. O Diretor de Criação e Manejo do ICMBio, Sergio Brant, destacou que o órgão tem muito interesse nas possibilidades e alternativas de uso dos Vant’s. “É uma ferramenta interessante, que tem uma série de possibilidades de utilização em áreas protegidas: desde fiscalização até o uso público”, afirmou. A utilização de drones nesse tipo de atividade no Brasil ainda é pequena ou realizada de forma isolada, já que a lei que regulamenta seu uso não traz regras claras para este tipo de finalidade. Para isso, o Projeto Ecodrones está focado em construir um cenários positivo para a utilização dos Vant’s no que diz respeito á conservação ambiental nos próximos meses. “Nós não faremos uso recreativo ou comercial deste equipamento, e entendemos que é preciso uma normatização diferente, que contemple e auxilie seu uso com objetivo de conservação do patrimônio natural brasileiro”, disse Oliveira. Além da regulamentação, Oliveira defende a formação de um corpo técnico capacitado e habilitado para pilotar os equipamentos e realizar um planejamento que possibilite voos seguros e eficientes. “É nessa etapa que o grupo de cooperação está concentrando seus esforços”, afirmou Oliveira.