Embrapa <\/a><\/strong>Instrumenta\u00e7\u00e3o desenvolveram um m\u00e9todo que usa laser e intelig\u00eancia artificial para estimar em uma an\u00e1lise \u00fanica, o teor de carbono armazenado. A solu\u00e7\u00e3o simplifica processos tradicionais demorados, reduz custos e pode acelerar iniciativas ligadas a mercados de cr\u00e9ditos de carbono.<\/p>\nCombinando t\u00e9cnica fot\u00f4nica \u2013 tecnologia que manipula part\u00edculas de luz, os f\u00f3tons \u2013 e modelo de aprendizado de m\u00e1quina, o m\u00e9todo estima com rapidez e efici\u00eancia a densidade aparente do solo e o teor de carbono. A solu\u00e7\u00e3o \u00e9 adequada para aplica\u00e7\u00f5es de campo em larga escala, como na agricultura de precis\u00e3o e monitoramento ambiental. A t\u00e9cnica se baseia na espectroscopia de emiss\u00e3o por plasma induzido por laser (LIBS, na sigla em ingl\u00eas). Assim, ela substitui, em uma \u00fanica an\u00e1lise, medi\u00e7\u00f5es separadas de densidade aparente e a concentra\u00e7\u00e3o de carbono.<\/p>\n
Para superar os desafios de m\u00e9todos tradicionais, como o anel volum\u00e9trico, que requer amostras n\u00e3o perturbadas ou indeformadas e imp\u00f5e etapas longas de coleta e preparo , o pesquisador Paulino Ribeiro Villas-Boas, em coautoria com Ladislau Martin Neto e D\u00e9bora Milori, desenvolveu um modelo baseado em LIBS para estimativa eficiente e econ\u00f4mica da densidade aparente e do estoque de carbono no solo.<\/p>\n
Dessa forma, o m\u00e9todo j\u00e1 est\u00e1 com pedido de patente depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi) e em processo de licenciamento junto ao setor privado. Assim, a apresenta\u00e7\u00e3o da solu\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica ocorrer\u00e1 no Simp\u00f3sio Nacional de Instrumenta\u00e7\u00e3o Agropecu\u00e1ria (Siagro), realizado de 14 a 16 de outubro, em S\u00e3o Carlos (SP).<\/p>\n
M\u00e9todo une efici\u00eancia, rapidez e economia<\/h2>\n
\u201cO m\u00e9todo proposto emprega modelos de regress\u00e3o de aprendizado de m\u00e1quina calibrados com espectros LIBS de amostras de solo com densidade aparente e concentra\u00e7\u00e3o de carbono conhecidas. Treinamos e avaliamos o modelo usando um conjunto de 880 amostras diversas de solo brasileiro, divididas aleatoriamente em 70% para treinamento e 30% para teste\u201d, conta Villas-Boas.<\/p>\n
A coleta das amostras ocorreu em experimentos de campo de longa dura\u00e7\u00e3o, em institui\u00e7\u00f5es de pesquisa, propriedades agr\u00edcolas e \u00e1reas de floresta nativa, com maior representatividade dos biomas Cerrado e Mata Atl\u00e2ntica. As coletas ocorreram em trincheiras de 0 a 100 cm de profundidade, para, dessa forma, captar varia\u00e7\u00f5es de mat\u00e9ria org\u00e2nica da superf\u00edcie ao subsolo.<\/p>\n
\u201cO m\u00e9todo desenvolvido estima n\u00e3o apenas a densidade aparente do solo, como tamb\u00e9m o teor de carbono, o que permite calcular o estoque de carbono com uma \u00fanica an\u00e1lise feita por LIBS. A metodologia desenvolvida, facilita o processo de coleta de amostras de solo, pois permite o uso de amostras deformadas, que sofreram altera\u00e7\u00f5es em sua estrutura durante a coleta\u201d, esclarece o pesquisador.<\/p>\n
T\u00e9cnica beneficia diferentes usu\u00e1rios<\/h2>\n
Para Villas-Boas, os resultados do estudo ressaltam o potencial do LIBS para estimar m\u00faltiplas propriedades do solo simultaneamente, ampliando a sua utilidade na ci\u00eancia do solo para al\u00e9m da composi\u00e7\u00e3o elementar, ao incluir par\u00e2metros f\u00edsicos e qu\u00edmicos cr\u00edticos, como a densidade aparente.<\/p>\n
\u201cA an\u00e1lise contribui para o manejo sustent\u00e1vel do solo e para a mitiga\u00e7\u00e3o e adapta\u00e7\u00e3o \u00e0s mudan\u00e7as clim\u00e1ticas, al\u00e9m de impulsionar iniciativas de monitoramento e mercados de cr\u00e9ditos de carbono\u201d, prev\u00ea o pesquisador.<\/p>\n
O uso da tecnologia beneficiar\u00e1 laborat\u00f3rios de solos, mas tamb\u00e9m produtores rurais, uma vez que ele viabilizar\u00e1 estimativas mais frequentes de estoques de carbono de suas propriedades agr\u00edcolas, al\u00e9m das certificadoras de cr\u00e9dito de carbono que ter\u00e3o suas atividades e verifica\u00e7\u00f5es facilitadas.<\/p>\n
LIBS requer tratamento m\u00ednimo<\/h2>\n
A espectroscopia de emiss\u00e3o com plasma induzido por laser (LIBS) \u00e9 uma ferramenta r\u00e1pida, vers\u00e1til e eficaz na avalia\u00e7\u00e3o de amostras de solo, porque captura caracter\u00edsticas essenciais associadas a densidade aparente e ao teor de carbono.<\/p>\n
Milori esclarece que a t\u00e9cnica LIBS consiste em focalizar um pulso de laser de alta energia na superf\u00edcie da amostra para gerar um microplasma (uma nuvem de \u00e1tomos, \u00edons e el\u00e9trons em alta temperatura). Esse plasma emite uma luz caracter\u00edstica que funciona como uma \u201cimpress\u00e3o digital\u201d do material, uma vez que cada elemento qu\u00edmico (como carbono, ferro, c\u00e1lcio) emite luz em comprimentos de onda espec\u00edficos.<\/p>\n
Segundo a pesquisadora, outra vantagem importante \u00e9 que a t\u00e9cnica requer um pr\u00e9-tratamento m\u00ednimo da amostra, incluindo remo\u00e7\u00e3o de part\u00edculas maiores que gr\u00e3os de areia (gravetos, fragmentos de ra\u00edzes, folhas e pedras), al\u00e9m de secagem, homogeneiza\u00e7\u00e3o e peletiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
\u201cO espectro LIBS de uma amostra de solo exibe centenas de linhas de emiss\u00e3o correspondentes a elementos comuns do solo, como carbono, sil\u00edcio, alum\u00ednio, magn\u00e9sio, ferro e c\u00e1lcio. Essas caracter\u00edsticas espectrais, que s\u00e3o influenciadas tanto pela composi\u00e7\u00e3o elementar quanto pelas propriedades estruturais, desempenham um papel crucial na estimativa da densidade do solo\u201d, detalha Villas-Boas.<\/p>\n
Villas-Boas acrescenta que varia\u00e7\u00f5es na estrutura e na composi\u00e7\u00e3o do solo se refletem nos espectros de LIBS, os quais, quando associados a modelos de aprendizado de m\u00e1quina, permitem estimar a densidade aparente do solo.<\/p>\n
Estudos futuros podem incluir fus\u00e3o de t\u00e9cnicas<\/h2>\n
No entanto, os pesquisadores afirmam que ainda h\u00e1 campo a progredir, o que representa uma oportunidade valiosa para aprimorar m\u00e9todos da t\u00e9cnica em contextos agr\u00edcolas e ambientais, particularmente para otimizar a estimativa do estoque de carbono no solo.<\/p>\n
\u201cAvan\u00e7os em t\u00e9cnicas de fus\u00e3o de sensores, pr\u00e9-processamento e modelagem continuam sendo cruciais para o monitoramento confi\u00e1vel do carbono do solo in situ\u201d, conclui Villa-Boas.<\/p>\n
*Sob supervis\u00e3o de Luis Roberto Toledo<\/em><\/p>\n<\/p><\/div>\n
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