Remover de forma indiscriminada a palha da cana-de-açúcar do campo após a colheita pode reduzir os estoques de carbono no solo e elevar as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Já se sabia que a palha usada nas usinas para a produção de etanol celulósico (2G) e de eletricidade fornece vários serviços ecossistêmicos, como retenção de água no solo e controle de erosão. Agora, um estudo do Laboratório Nacional de Biorrenováveis do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNBR-CNPEM), em Campinas, mostrou que também é importante para a garantia de estoque de carbono no solo.

Enquanto cresce, a cana captura dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera e o acumula na palha, no colmo e nas raízes. Quando a cana é colhida, a palha é deixada no campo e, com o tempo, o CO₂ nela contido se transforma em carbono estabilizado no solo. A transferência de carbono da atmosfera para o solo favorece o balanço de emissões do setor.

“Foi a primeira vez que uma pesquisa incluiu os estoques de carbono do solo na contabilização das emissões de GEE do ciclo de vida da bioenergia derivada da palha�? conta o engenheiro-agrônomo Ricardo Bordonal, primeiro autor de um artigo com esses resultados publicado em julho na revista Science of the Total Environment. “Utilizando modelos de simulação e avaliação do ciclo de vida, concluímos que, dependendo da quantidade de palha removida, os benefícios ambientais quanto ao balanço de GEE variam.�?/p>

Os pesquisadores avaliaram o impacto no balanço de carbono por meio de três cenários: remoção de 100% da palha, de 50% e de 0%. “Para a produção de bioeletricidade nas usinas, não vale a pena retirar a palha�? diz Bordonal. “Como o Brasil já tem uma matriz elétrica limpa, que emite pouco carbono, é mais vantajoso deixar a palha no campo para que o carbono contido nela seja fixado no solo.�?/p>

De acordo com esse estudo, apoiado pela FAPESP e pelo projeto Sugarcane Renewable Electricity (SUCRE) do Programa de Desenvolvimento das Nações Unidas, a remoção para a produção de etanol 2G, contudo, pode ser vantajosa. “A retirada orientada de 50% da palha do campo para a produção de etanol celulósico é eficaz na mitigação das emissões de GEE, já que a substituição de gasolina por etanol no carro leva a uma redução da emissão de CO₂ que compensa o carbono que seria acumulado no solo�? comenta Bordonal. Segundo ele, quando se remove toda a palha, a perda, em termos de fixação de carbono, porém, é maior e não compensa.

“A pesquisa traz uma mensagem forte para o setor. Não há custo zero em tirar a palha para produzir etanol 2G ou bioeletricidade�? diz o engenheiro-agrônomo Maurício Cherubin, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e vice-coordenador do Centro de Estudos de Carbono em Agricultura Tropical (CCarbon-USP), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) apoiados pela FAPESP. “Sempre que se deixa a palha no campo, é possível acumular entre 400 quilos [kg] e 500 kg de carbono por hectare por ano.�?/p>

Sistema de integração lavoura-pecuária-floresta é outra estratégia para reduzir a emissão de gases de efeito estufa. Imagem: Gisele Rosso�? Embrapa

Para reduzir as emissões

Esse estudo reflete o esforço para aprimorar os cuidados com o solo e reduzir as emissões de GEE da agropecuária brasileira, responsável por 27% dos 2,3 bilhões de toneladas de gás carbônico equivalente (CO₂e) emitidos no país em 2022, correspondentes a 9,6 toneladas por hectare; gás carbônico equivalente é uma medida internacional que estabelece a equivalência entre todos os GEE (metano, óxido nitroso e outros) e o CO₂.

“Técnicas produtivas mais sustentáveis poderiam auxiliar a agropecuária brasileira a superar a condição de emissora líquida de GEE e se tornar protagonista no esforço do país para conter as mudanças climáticas�? ressalta o engenheiro-agrônomo da Esalq Carlos Eduardo Cerri, coordenador do CCarbon-USP. “São técnicas que substituem os sistemas baseados em monoculturas por modelos que promovem a biodiversidade. Melhoram a saúde do solo, reduzem as emissões de GEE e promovem o sequestro de carbono no solo.�?Instituído oficialmente em setembro de 2023, o centro, sediado na Esalq, em Piracicaba, reúne cerca de 40 pesquisadores e 90 bolsistas.

Para o engenheiro-agrônomo Guilhermo Congio, a criação de um centro de pesquisa em carbono voltado à agricultura tropical pode trazer benefícios ao país: “Além da redução das emissões de GEE, o CCarbon-USP poderá elucidar questões relativas à segurança alimentar, à economia de baixo carbono, ao desenvolvimento social, entre outras�? Congio trabalha no Instituto de Pesquisa Nobel, nos Estados Unidos, que desenvolve técnicas para reduzir os impactos ambientais da produção de bovinos de corte. “Em um de nossos projetos, buscamos quantificar métricas de saúde do solo para ambientes de pastagens e vinculá-las a ferramentas de sensoriamento remoto, bem como determinar como as práticas dos pecuaristas impactam a saúde do solo e o sequestro de carbono em pastagens nativas e cultivadas�? relata.

Sistemas produtivos inspirados em processos naturais conhecidos como soluções baseadas na natureza (SbN) geram sustentabilidade, produtividade e serviços ambientais, como o sequestro de carbono, argumentam pesquisadores agora associados ao CCarbon-USP em um estudo de março de 2023 na Green and Low-Carbon Economy. São exemplos de SbN a ocupação de uma mesma área para produção agrícola, criação de animais e plantio de árvores (ver Pesquisa FAPESP nº 314), uso de biofertilizantes e controle biológico de pragas.

“Temos a possibilidade de substituir um ciclo produtivo de pouca atenção ao ambiente por outro, que aproveita a capacidade natural das plantas de capturar carbono da atmosfera e a do solo de armazenar esse carbono�? diz Cherubin. Segundo ele, uma área agrícola com solo saudável é capaz de reter o carbono por longo tempo: “O carbono enriquece o solo com nutrientes e gera ganhos de produtividade�? Por sua vez, o aumento na produção vegetal proporciona mais sequestro de CO₂, o que resulta em áreas ainda mais ricas e produtivas.

Inversamente, o solo degradado leva à baixa produtividade e capacidade de reter carbono, que em grande parte retorna à atmosfera como CO₂. Quanto mais degradado o solo, maior a dependência de fertilizantes nitrogenados para estimular o crescimento das plantas. Esses fertilizantes são compostos petroquímicos, cujo processo produtivo é realizado mediante emissões de gases poluentes. Além disso, o uso de fertilizante nitrogenado para adubar as plantas resulta na emissão de óxido nitroso (N₂O), um GEE 300 vezes mais potente do que o CO�?

A biodiversidade microbiana

A saúde do solo depende de sua composição mineral e da biodiversidade vegetal e microbiana. Sistemas produtivos intensivos baseados em monoculturas �?por exemplo, de grãos, cana-de-açúcar ou pasto para o gado �?empobrecem o solo. Uma linha de pesquisa do CCarbon-USP examina como as mudanças na composição e na atividade do microbioma do solo poderiam interferir no sequestro de carbono nos sistemas agrícolas.

“Vamos utilizar as abordagens microbiológicas mais consolidadas, como sequenciamento e quantificação massiva de genes, metagenômica [estudo da comunidade de microrganismos de determinado ecossistema] e bioinformática�? diz o engenheiro-agrônomo da Esalq e do CCarbon-USP Fernando Dini Andreote. Um dos objetivos é propor formas para reduzir o uso de fertilizantes nitrogenados e defensivos agrícolas, gerando menor emissão de GEE.

A agricultura brasileira já adota técnicas para preservar a biodiversidade e promover a saúde do solo, como a rotação de culturas, que alterna as espécies vegetais em uma mesma área, e o plantio direto, no qual os resíduos da colheita permanecem sobre o terreno e a semeadura é feita sobre o solo não revolvido mecanicamente. Segundo Cerri, o plantio direto absorve até meia tonelada de CO�?por hectare por ano.

Área com crotalária, leguminosa de rápido crescimento, usada para fixar nitrogênio no solo, em rotação com o algodão. Imagem: Valdinei Soffiati�? Embrapa

Converter áreas de pastagens degradadas e agricultura convencional em sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF) ou sua versão sem o plantio de árvores (ILP) também poderia reduzir a emissão de GEE. “O solo de sistemas integrados é um potencial dreno para metano [CH4], consumindo entre 0,8 e 1 kg do gás por hectare por ano. Já a transição de monocultura de pastagens para sistemas integrados reduziu a emissão de óxido nitroso em até 1,63 kg por hectare por ano�? informa o engenheiro-agrônomo Wanderlei Bieluczyk, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena) da USP e primeiro autor de um estudo da edição de junho na Journal of Cleaner Production que detalha esses resultados. Gás 30 vezes mais danoso que o CO�? o metano é produzido na digestão de bovinos e liberado principalmente por meio de arrotos.

Financiada pelo Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), apoiado pela FAPESP, a pesquisa revelou que a conversão de pastagem degradada em sistemas integrados tem o potencial de reduzir a intensidade de metano entérico gerado pelo gado com eliminação de até 122 gramas do gás por quilo de ganho de peso diário médio. “Basicamente se produz a mesma quantidade de carne com uma queda de cerca de 25% da emissão de metano entérico�? calcula Bieluczyk. O Brasil detém o maior rebanho bovino comercial do mundo, com aproximadamente 220 milhões de animais.

Para Congio, é importante que as estimativas do balanço de carbono da agropecuária no Brasil adotem uma padronização nas unidades de fluxos dos GEE �?recomendação feita no artigo científico de Bieluczyk. “Muitos estudos usam fatores de conversão dos GEE recomendados pelo IPCC [Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas], que são geralmente baseados em trabalhos desenvolvidos em condições de clima temperado e sistemas de produção distintos dos tropicais.�?/p>

Um dos propósitos do CCarbon-USP é identificar combinações de plantas e formas de ocupação do solo mais adequadas para compor um sistema de produção que proporcione maior retenção de carbono, torne o solo mais saudável e aumente a produtividade agrícola. Os pesquisadores miram as plantas de cobertura, como braquiárias, crotalárias, milheto e sorgo, usadas entre o plantio das culturas principais.

“Depois da colheita da soja, por exemplo, o agricultor deve utilizar uma dessas plantas para, literalmente, cobrir o solo�? explica Cherubin. “Elas têm um papel crucial, pois ajudam a ciclar nutrientes, fixar nitrogênio atmosférico, sequestrar carbono, controlar nematoides e proteger o solo contra o impacto das gotas da chuva e da erosão.�?Segundo ele, na última safra, por causa das altas temperaturas, algumas lavouras de Mato Grosso precisaram fazer três replantios por não ter o solo coberto com a palhada.

Em julho, o grupo de pesquisa em manejo e saúde do solo da Esalq, associado ao CCarbon-USP, publicou o e-book Guia prático de plantas de cobertura: espécies, manejo e impacto na saúde do solo, com o propósito de auxiliar os agricultores a planejar melhor a janela de cultivo. “Imprimimos 3 mil cópias e entregamos a produtores rurais em um evento na Bahia�? relata Cherubin. Segundo ele, a agropecuária é bastante vulnerável às mudanças climáticas. “Hoje, é parte do problema, emitindo GEE. Pretendemos mostrar ao produtor que, adotando práticas de manejo sustentáveis, ele pode ser parte da solução, sequestrando carbono e revertendo esse carbono em ganho de produtividade. O maior beneficiário será o próprio produtor rural.�?/p>

A reportagem acima foi publicada com o título �?strong>Carbono como aliado�?na edição impressa nº 343, de setembro de 2024.

Projetos
1. Centro de Pesquisa de Carbono em Agricultura Tropical (CCarbon) (n^o 21/10573-4); Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid); Pesquisador responsável Carlos Eduardo Pellegrino Cerri (USP); Investimento R$ 26.319.364,85.
2. Efeito da mudança do uso da terra e das práticas de manejo de cana-de-açúcar no C do solo, na saúde do solo e nos serviços ecossistêmicos associados: Uma síntese de evidências (n^o 23/11337-8); Modalidade Bolsa de Pós-doutorado; Pesquisador responsável Maurício Roberto Cherubin (USP); Bolsista Carlos Roberto Pinheiro Junior; Investimento R$ 244.824,36.
3. Implicações da expansão e intensificação do cultivo da cana-de-açúcar nos serviços ecossistêmicos do solo (nº 18/09845-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Regular; Pesquisador responsável Maurício Cherubin (USP); Investimento R$ 158.472,12.
4. Dinâmica do carbono do solo e balanço de gases de efeito estufa: Implicações da remoção da palha de cana-de-açúcar para produção de bioenergia (nº 17/23978-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Regular; Pesquisador responsável Ricardo Bordonal (CNPEM); Investimento R$ 83.507,09.

Artigos científicos
BORDONAL, R. O. et al. Carbon savings from sugarcane straw-derived bioenergy: Insights from a life cycle perspective including soil carbon changes. Science of the Total Environment. 11 jul. 2024.
DENNY, D. M. T. et al. Carbon farming: Nature-based solutions in Brazil. Green and Low-Carbon Economy. v. 1, n. 3, p. 130-7. 4 mai. 2023.
BIELUCZYK, W. et al. Greenhouse gas fluxes in Brazilian climate-smart agricultural and livestock systems: A systematic and critical overview. Journal of Cleaner Production. v. 464, 142782. 20 jul. 2024.

Livro
CHERUBIN, M. Guia prático de plantas de cobertura: espécies, manejo e impacto na saúde do solo. USP. jun. 2024.

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Depois de ter permanecido em silêncio por 600 anos, o monte Pinatubo, nas Filipinas, acordou em 1991. Uma série de pequenas explosões ao longo de dois meses culminou em uma grande erupção em meados de junho daquele ano, considerada a segunda maior do século passado. Cerca de 200 mil pessoas tiveram de deixar suas casas e mais de 700 morreram no arquipélago filipino como consequência da eclosão. A explosão produziu uma coluna de fumaça e cinzas vulcânicas que se elevou até 40 quilômetros (km) acima da superfície e invadiu a estratosfera, a segunda das cinco camadas da atmosfera que envolve a Terra. Esse manto de partículas em suspensão, geralmente com tamanhos micrométricos, atrapalhou o tráfego aéreo, queimou plantas e cultivos e produziu outros danos locais.

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Apesar de ter causado grandes prejuízos materiais e a perda de vidas humanas nas Filipinas, a erupção do Pinatubo é lembrada hoje no meio científico por ter tido uma consequência surpreendente no clima global: a temperatura média da Terra reduziu-se cerca de 0,5 grau Celsius (°C) nos dois anos seguintes à sua atividade vulcânica. A enorme quantidade de partículas em suspensão, os chamados aerossóis, lançada pelo vulcão entrou no sistema de circulação de ar da estratosfera, espalhou-se pelo planeta e atuou por meses como uma espécie de filtro solar: parte dos raios do Sol que chegariam normalmente à superfície terrestre foi refletida ao incidir sobre essa quantidade extra de partículas de aerossóis injetados no sistema. Essa ação produziu um resfriamento temporário do planeta.

Os aerossóis também resfriam a Terra quando estão na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera, mas sua ação é mais intensa na estratosfera. O efeito Pinatubo serve de inspiração para uma linha de pesquisa polêmica, cercada de incertezas científicas e riscos ambientais e geopolíticos: a geoengenharia solar ou modificação da radiação solar (SRM, na sigla derivada do inglês). Ela começou a tomar corpo lentamente nos últimos 20 anos em algumas universidades dos Estados Unidos e da Europa à medida que o aquecimento global se tornou mais pronunciado. A ideia central dessa abordagem é aumentar deliberadamente o albedo da Terra, sobretudo na estratosfera, para que ela passe a refletir mais radiação de volta ao espaço e, assim, torne-se um pouco menos quente.

Imagem: Glauco Lara

O albedo é a fração da luz refletida em relação à absorvida por um corpo ou superfície. Quanto maior o albedo, como em superfícies claras ou brancas, menor a quantidade de calor absorvida. Injetar aerossóis na atmosfera é uma das formas de tentar aumentar o albedo terrestre. Alguns cálculos indicam que uma redução de 1% a 2% da quantidade de radiação solar que normalmente chega à Terra seria suficiente para diminuir sua temperatura média em um 1 °C.

A possibilidade de reduzir a quantidade de radiação solar sobre a Terra começou a ser aventada ainda na década de 1960. Mas sempre foi vista como uma excentricidade perigosa, quase um devaneio. A ideia só ganhou alguma relevância científica depois da erupção do Pinatubo e, mais recentemente, com a emergência da crise climática, causada pelo aumento significativo da temperatua global decorrente da emissão de gases de efeito estufa. Ainda assim, a pesquisa experimental �?que envolveria a soltura de alguns quilos de aerossóis na estratosfera para observar seus eventuais efeitos em âmbito local (não global, como ocorreu na gigantesca erupção do vulcão nas Filipinas) �?pouco progrediu até hoje em razão da oposição de parte da comunidade científica e de grupos ambientalistas.

“Até agora, existem poucos trabalhos de modelagem climática envolvendo as técnicas de geoengenharia solar�? comenta o físico Paulo Artaxo, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP), especialista no estudo de aerossóis atmosféricos. “Nenhum experimento mais significativo foi feito em campo.�?Duas abordagens que visam à modificação da radiação solar dominam as discussões. A principal delas é a injeção de aerossóis na estratosfera, a 15 ou 20 km de altitude, conhecida pela sigla SAI, que tenta reproduzir de forma artificial o que as grandes erupções fazem de maneira natural.

Imagem: Glauco Lara

A outra, vista como de impacto mais localizado, é o clareamento de nuvens marítimas (marine cloud brightening ou MCB). Ela também envolve a liberação de aerossóis (nesse caso, partículas de sal marinho), que funcionam como núcleos de condensação das nuvens. Mas a soltura dessas partículas ocorre em altitudes bem mais baixas, de no máximo 2 km, ainda na troposfera. Com mais aerossóis, as gotas de nuvens ficam menores, refletem mais radiação solar de volta ao espaço e resfriam a superfície. Há outras técnicas cogitadas, como aumentar o albedo em grandes superfícies brancas do planeta, como o Ártico, mas as duas primeiras propostas dominam o debate.

Artaxo colabora com um grupo da Universidade Harvard, dos Estados Unidos, em estudos de modelagem computacional para tentar entender se o comportamento dos aerossóis na estratosfera é realmente similar à sua ação na troposfera. “Precisamos de mais pesquisas sobre esse tema antes de sequer pensarmos em implementar alguma intervenção desse tipo�? comenta o físico da USP, um dos coordenadores do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais. “Não temos condições de garantir que a injeção de mais aerossóis não vá, por exemplo, diminuir as chuvas de monções no Sudeste Asiático e colocar em risco uma população de bilhões de pessoas. Se isso ocorrer, quem decide se essa injeção de aerossóis para ou continua? Esse tipo de decisão não pode ficar na mão de um pequeno grupo de países ou de um bilionário que financie um experimento desse tipo.�?/p>

Também há indícios de que uma dose extra de aerossóis na estratosfera poderia afetar a camada de ozônio, que protege a vida terrestre da ação nociva da radiação ultravioleta vinda do Sol. Isso sem falar que essas partículas em suspensão são uma forma de poluição do ar. Elas naturalmente se depositam, descem da estratosfera para a troposfera, onde podem causar ou agravar problemas de saúde, sobretudo os respiratórios. Por ora, essas e outras questões não têm respostas satisfatórias.

A posição do físico da USP é partilhada por muitos colegas. “A modificação da radiação solar é um tema sensível e o IPCC [Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, da ONU]reconhece que ainda há muitas incertezas sobre seus potenciais efeitos�? comenta a matemática Thelma Krug, que foi vice-presidente do painel entre 2015 e 2023 e representou o Brasil em negociações internacionais sobre o clima por uma década. “Pessoalmente, sou a favor da pesquisa na área. Mas é preciso ir passo a passo com os experimentos, ter transparência e estabelecer uma governança para esse processo.�?/p>

O tema é tão controverso que alguns pesquisadores são contra até que se faça pesquisa sobre as técnicas de geoengenharia solar. Isso porque elas não têm impacto na redução das emissões de gases de efeito estufa, que causam o aumento da temperatura da Terra. Ainda que se mostrem relativamente seguras e eficientes em esfriar temporariamente a Terra, objetivo que hoje é apenas uma hipótese, técnicas como a SAI seriam, no máximo, paliativas. No fundo, dizem os críticos dessa abordagem, os trabalhos nessa área desviariam recursos e tomariam um tempo que poderia ser mais bem empregado na busca por ações que reduzissem a emissão de gases como dióxido de carbono (CO₂) e metano (CH₄). “Os estudos sobre geoengenharia solar também poderiam ser usados como a desculpa perfeita para que os grandes produtores de gases de efeito estufa não reduzissem suas emissões�? pondera o climatologista Carlos Nobre, do Instituto de Estudos Avançados (IEA) da USP.

Além de ser encarada como um diversionismo em relação à meta central de zerar as emissões de gases de efeito estufa nas próximas décadas, a adoção das técnicas de SRM poderia tornar o planeta refém desse tipo de intervenção climática por um prazo muito longo e indefinido, de décadas ou séculos. Isso criaria um problema extra: o risco de promover o chamado termination shock. Quando o planeta abandonasse o emprego das técnicas de SRM, a temperatura subiria novamente �?só que dessa vez de forma muito mais rápida do que no cenário atual de aquecimento global. Isso tornaria quase impossível a adaptação a essa brusca elevação de temperatura. Qualquer oscilação significativa da temperatura, para cima ou para baixo, em um curto período, representa um desafio adaptativo.

Alguns estudos de modelagem climática têm sugerido cenários preocupantes em simulações de possíveis impactos do emprego de técnicas de geoengenharia solar. Esses trabalhos costumam averiguar que outros efeitos (colaterais) essas técnicas de intervenção no clima poderiam induzir, além da redução temporária da temperatura terrestre. Um dos problemas é que a maioria desses estudos se concentra em possíveis consequências no hemisfério Norte, onde ficam os países mais ricos e vive e trabalha a maior parte dos pesquisadores do clima.

Começam, no entanto, a surgir pesquisas com foco em outras partes do planeta. Trabalho publicado em junho deste ano na revista Environmental Research Climate sugere que a adoção da SAI ao longo deste século alteraria os prováveis impactos do aquecimento global sobre a formação de ciclones extratropicais no hemisfério Sul, como aqueles que se formam com certa regularidade na região Sul do Brasil. A previsão é de que, até o fim deste século, o aumento da temperatura global reduza o número de ciclones gerados nessa parte do globo terrestre, mas aumente a intensidade dos fenômenos produzidos. Ou seja, menos ciclones, mas mais fortes.

Imagem: Glauco Lara

Quando diferentes regimes de injeção de aerossóis na estratosfera são simulados em três modelos climáticos internacionais até 2100, os resultados sinalizam um aumento na frequência de ciclones, mas uma redução em sua força em relação aos prognósticos obtidos em cenários de aquecimento global sem a adoção de qualquer protocolo da SAI. “Não somos contra nem a favor da geoengenharia solar�? diz a pesquisadora Michelle Reboita, da Universidade Federal de Itajubá (Unifei), de Minas Gerais, coordenadora do estudo. “Precisamos é estudá-la. Ela pode produzir resultados positivos em uma parte do mundo e negativos em outra.�?/p>

Há também estudos de simulação que tentam prever os possíveis impactos da SAI sobre a biodiversidade. “Nosso objetivo é entender como a SAI pode afetar as espécies de vertebrados terrestres no cenário das mudanças climáticas�? conta o biólogo brasileiro Andreas Schwarz Meyer, que faz estágio de pós-doutorado na Universidade da Cidade do Cabo, na África do Sul, e coordena um projeto de pesquisa sobre o tema. “Em outras palavras, queremos saber quais seriam as espécies ‘vencedoras�?e ‘perdedoras�?no globo caso o emprego dessas técnicas para diminuir a temperatura do planeta venha a se tornar uma realidade.�?/p>

No projeto, que ainda está em andamento, Meyer adota uma abordagem chamada perfis horizontais de biodiversidade, que usa dados climáticos históricos para estimar o intervalo térmico (a temperatura máxima e a mínima) e o grau de umidade em que as espécies ocorrem. A técnica é normalmente usada para estimar o impacto sobre as espécies de diferentes cenários de aquecimento global previstos pelo IPCC ao longo deste século.

“Assim, temos uma ideia de quantas espécies serão expostas a essas mudanças, quando e o quão rapidamente isso poderá ocorrer�? comenta o biólogo. Em 2022, o brasileiro publicou um artigo no periódico científico Philosophical Transactions of the Royal Society B em que simulou os efeitos sobre mais de 30 mil espécies de vertebrados marinhos e terrestres de um cenário particular ao longo deste século: primeiro haveria um aquecimento global superior a 2 °C e, em seguida, ocorreria uma redução de temperatura da Terra de forma artificial, por meio da remoção direta de dióxido de carbono da atmosfera. A retirada do principal gás de efeito estufa é hoje ensaiada por um conjunto de técnicas que, por ora, são muito caras e ineficientes em perseguir esse objetivo.

A conclusão geral do estudo é que a subida e a posterior queda artificial da temperatura terrestre poderiam inviabilizar a sobrevivência de muitas espécies e produziriam danos a essas comunidades décadas após se ter atingido uma hipotética estabilização da temperatura do planeta. Meyer está fazendo um estudo semelhante agora, mas com o emprego da SAI no lugar da remoção direta de carbono.

Os trabalhos de Reboita e Meyer se dão no âmbito de uma iniciativa internacional, a Developing country governance research and evaluation for SRM, ou simplesmente Degrees. Seu objetivo é estimular estudos e formar recursos humanos especializados nas técnicas de modificação da radiação solar em países da África, América Latina e sul da Ásia. A Degrees nasceu na década passada dentro da Academia Mundial de Ciências (TWAS) e posteriormente foi assumida por uma organização não governamental britânica, a homônima Degrees. Ela financia quase 40 projetos. No Brasil, além das pesquisas da meteorologista da Unifei, duas linhas de estudo de professores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) passaram a ser apoiadas em julho passado.

Com parceiros no exterior, a equipe do engenheiro Mauricio Uriona, do Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas da UFSC, pretende estudar como é a percepção do setor produtivo, do governo e da comunidade científica de três países (Brasil, Índia e África do Sul) sobre os potenciais riscos das técnicas de SRM. “Trabalhamos no passado com o tema da transição energética com uma abordagem de cunho socioeconômico e vimos agora uma boa oportunidade de fazer um estudo semelhante sobre geoengenharia solar�? afirma Uriona.

A socióloga ambiental Julia S. Guivant, do Instituto de Pesquisa em Riscos e Sustentabilidade (Iris), da UFSC, vai estudar como diversos atores-chave do país, como a comunidade científica, reguladores políticos, agricultores e representantes de organizações não governamentais, posicionam-se diante dos desafios de governança da geoengenharia solar. “Não temos uma posição sobre se a SRM deve ser usada ou como seu eventual emprego deve ser governado. Somos a favor das pesquisas e do debate democrático sobre o tema, diante dos problemas para atingir as metas de mitigação e adaptação às mudanças climáticas�? diz a socióloga. Colegas da USP e da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) vão colaborar na pesquisa coordenada por Guivant.

As técnicas de SRM são tão polêmicas e sem qualquer tipo de regulação em acordos internacionais que mesmo grupos de pesquisas de instituições renomadas enfrentam dificuldades extremas de realizar pequenos experimentos de campo. Esses trabalhos não têm o potencial de influenciar o clima global, no máximo produzir ciência para se entender os processos envolvidos, com alguma alteração localmente. Ainda assim, os obstáculos práticos à sua realização são quase intransponíveis.

Em março deste ano, foi abandonado o Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx), experimento concebido na década passada pelo grupo do físico-químico Frank Keutsch, da Universidade Harvard. A ideia da iniciativa era usar um balão de alta altitude para injetar 2 quilos de aerossóis (no caso, carbonato de cálcio) cerca de 20 km acima da superfície. “Essa quantidade de partículas é ínfima. Equivale à poluição expelida por um jato comercial durante apenas 1 minuto de voo�? disse Keutsch em entrevista dada em 2021 (ver Pesquisa FAPESP nº 303). O balão do SCoPEx era para ter ganho inicialmente os ares dos Estados Unidos em 2018. Mas isso não ocorreu. Em seguida, sua soltura foi prevista para a Suécia, também sem sucesso. Devido a protestos de ambientalistas e de grupos indígenas, o projeto nunca decolou de fato.

Alguns testes de campo com a técnica de clareamento de nuvens marinhas, uma abordagem menos ambiciosa do que a SAI, têm sido feitos, quase sempre a duras penas e diante de críticas de vários setores da sociedade. Em abril deste ano, um grupo da Universidade de Washington, dos Estados Unidos, usou um tipo de ventilador para espalhar partículas de sal marinho na pista de um navio porta-aviões aposentado que estava estacionado no litoral da cidade de Alameda, na Califórnia. A ideia da iniciativa era apenas ver se as partículas poderiam causar algum mal à saúde. Dois meses mais tarde, o município californiano proibiu esse tipo de experimento em seu território.

Na Austrália, pesquisadores da Southern Cross University e organizações locais tocam desde 2020 um projeto-piloto em que tentam aferir se a técnica de MCB pode ser útil para diminuir o branqueamento de corais na região de Townsville. O objetivo do experimento é averiguar se o método diminuiria localmente a temperatura do oceano no centro da Grande Barreira de Corais. O aquecimento das águas marinhas é a principal causa do branqueamento.

A desconfiança dos experimentos de campo deriva, em parte, do surgimento periódico de iniciativas pouco transparentes, geridas às vezes por empresas privadas obscuras. Em 2022, a Make Sunsets, uma startup norte-americana, soltou sem autorização no norte do México dois balões com aerossóis destinados à estratosfera. Pouco depois, o governo mexicano proibiu esse tipo de iniciativa em seu território. Agora, a empresa anunciou que está fazendo esse tipo de experimento nos Estados Unidos, mas os resultados dessas iniciativas são desconhecidos.

Para o físico norte-americano David Keith, da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, o interesse em estimular as pesquisas sobre geoengenharia solar tem aumentado, a despeito das incertezas científicas que cercam o emprego dessas técnicas. “Isso é visível nos principais relatórios internacionais, como os do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, do Programa Mundial de Pesquisa do Clima, também da ONU, e de grandes grupos ambientalistas, como Environmental Defense�? comenta Keith, em entrevista por e-mail a Pesquisa FAPESP. “Não há dúvida de que a oposição à investigação enfraqueceu, mas é difícil dizer por quê. Talvez seja por causa do aumento das temperaturas ou porque [acredito que] o mundo esteja fazendo agora esforços substanciais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.�?/p>

Keith foi membro do programa de geoengenharia solar de Harvard por 12 anos. Hoje ele é a favor da adoção de uma moratória internacional em experimentos de campo até que a ciência sobre o tema esteja mais bem estabelecida e haja alguma forma de governança internacional. Se esse cenário se materializar algum dia, ele diz que a humanidade deveria considerar a realização de um teste no qual se injetaria por uma década na estratosfera cerca de 10% da quantidade necessária de aerossóis para baixar em 1 °C a temperatura global. Dessa forma, seria possível conferir claramente os efeitos dessa abordagem sem correr muitos riscos.

A operação envolveria transportar cerca de 100 mil toneladas de enxofre por ano para a estratosfera �?equivalente a 0,3% da quantidade de poluição por enxofre que chega anualmente à atmosfera �?por uma frota de 15 jatinhos capazes de voar em altas altitudes. A operação custaria aproximadamente US$ 500 milhões ao ano. É mais uma ideia polêmica. Para alguns, é possível que a única parte boa da sugestão seja a adoção de uma moratória para esse tipo de experimento.

A reportagem acima foi publicada com o título �?strong>Controlando o sol�?na edição impressa nº 343, de setembro de 2024.

Artigos científicos
REBOITA, M. S. et al. Response of the Southern Hemisphere extratropical cyclone climatology to climate intervention with stratospheric aerosol injection. Environmental Research: Climate. 20 jun. 2024.
MEYER. A.  L. S. et al. Risks to biodiversity from temperature overshoot pathways. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 27 jun. 2022.

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Quem anda pela região de Sobral e Juazeiro do Norte, no Ceará, de Catimbau, em Pernambuco, ou Monsenhor Hipólito, no Piauí, provavelmente encontra arenitos, rochas amareladas resultantes da aglutinação da areia. Suas camadas indicam que por ali, há milhões de anos, correu um rio. Além disso, nas áreas hoje planas ao sul, ocupadas pelos estados de Sergipe, Alagoas, Bahia e Pernambuco, havia montanhas de 3 mil a 4 mil metros (m).

“Os rios que corriam no Nordeste brasileiro entre 480 milhões e 445 milhões de anos atrás eram diferentes dos de hoje�? comenta o geólogo Rodrigo Cerri, da Universidade Estadual Paulista (Unesp). “Eram possivelmente entrelaçados e transportavam sedimentos em grandes áreas com leve inclinação, provavelmente sem vegetação.�?/p>

Segundo ele, havia uma rede ou sistemas de rios, cada um com 300 a 500 quilômetros (km) de extensão. Maiores, portanto, que o Capibaribe, com 240 km, que nasce no sertão de Pernambuco, atravessa Recife e deságua no mar. Embora com origem diferente, seriam como o São Francisco ou o Amazonas, que nascem em montanhas, respectivamente, em Minas Gerais e nos Andes peruanos, e seguem para o Atlântico.

Há 400 milhões de anos, a região que viria a ser o Nordeste ainda estava unida com o atual norte da África, formando uma unidade geológica contínua, que se estendia até o Oriente Médio, também com rios descendo de montanhas, igualmente extintas. Como o Atlântico ainda não tinha se formado, os rios desaguavam no mar ao norte do atual Nordeste brasileiro e a oeste da África, em trechos onde os dois continentes já tinham se afastado.

Camadas dos arenitos, indicando acúmulo de sedimentos trazidos pela água. Imagem: Rodrigo Cerri�? Unesp

A separação se completou há cerca de 100 milhões de anos, quando deve ter se quebrado o último maciço rochoso de cerca de 425 km que unia o atual norte do Rio Grande do Norte e o sul de Pernambuco à costa do que hoje são Nigéria, Camarões e Guiné Equatorial. O Atlântico ganhou então espaço para se formar e se alargar.

Cerri chegou a essas conclusões examinando os arenitos que coletou em 2021 e 2022 em sete bacias sedimentares (áreas normalmente baixas que acumulam sedimentos) do Ceará, Piauí e Pernambuco. Segundo ele, as camadas com arenitos grossos, acumulados durante milhões de anos, apresentam estruturas que indicam a direção do rio depois coberto por outras rochas e pela vegetação.

Na Unesp de Rio Claro, Cerri triturou as rochas e preparou sete amostras, das quais extraiu grãos do mineral zircão, com diâmetro médio de 300 micra (1 micrômetro, plural micra, equivale a 1 milésimo do milímetro). Os cristais de zircão incorporam elementos químicos do ambiente em que se formaram, a partir do magma, o material viscoso que forma o interior da Terra. A quantidade e o tipo de cada elemento indicam quando e em que temperatura e pressão se formaram as rochas que contêm zircão.

Um dos elementos químicos do zircão é o urânio, que, por ser radiativo, se transforma �?ou decai �?em uma das formas de outro elemento, o chumbo. Rochas mais antigas têm menos urânio (ou mais chumbo) e as mais jovens mais urânio (ou menos chumbo). Um aparelho a laser queimou o mineral e transformou o urânio e o chumbo em vapor. Um espectrômetro de massa determinou a proporção dos dois componentes e, a partir daí, a idade das rochas. Os resultados indicaram que os zircões provavelmente saíram de terrenos mais antigos �?e, portanto, mais altos �?do que aqueles em que foram encontrados, geologicamente mais recentes e mais baixos.

Segundo Cerri, os rios desapareceram �?e foram cobertos por gelo �?em razão de uma intensa glaciação no final do período geológico Ordoviciano, entre 445 milhões e 443 milhões de anos atrás, como detalhado em um artigo publicado em abril de 2022 na Geological Magazine e outro da edição de julho da Gondwana Research.

Imagem: Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

“Há muito se discutia se os sedimentos de rios da bacia do Parnaíba, nos estados do Piauí, Maranhão e Ceará, teriam a mesma origem dos de outras bacias do Nordeste�? diz Cerri. “Estudando o zircão, mostramos que todas as unidades sedimentares poderiam, sim, ter a mesma idade e ter se formado do mesmo modo.�?/p>

O geólogo David Vasconcelos, da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), que não participou do trabalho, mas estuda as bacias sedimentares do Nordeste, considera essa hipótese válida: “As unidades geológicas mais antigas das bacias sedimentares do Nordeste podem realmente ter tido uma origem comum, apesar dos diferentes nomes regionais do mesmo tipo de arenito�? Segundo Vasconcelos, há 480 milhões de anos, os rios das bacias atualmente isoladas poderiam estar integrados na chamada depressão afro-brasileira, formada pelo atual Nordeste brasileiro e pelo oeste da África, e seria maior que a rede hidrográfica da Amazônia.

“Há uma coerência das informações coletadas, mas não se pode descartar a priori que as bacias do Nordeste tiveram fontes de sedimentos provenientes de vários lugares, porque rochas de mesma idade podem ocorrer em diferentes locais�? observa o geólogo Ticiano dos Santos, do Instituto de Geologia da Universidade Estadual de Campinas (IG-Unicamp). O pesquisador também não participou do trabalho de Cerri e estuda a história geológica ainda mais antiga da região, com pelo menos 550 milhões de anos, especialmente no Ceará. “Na foz do Amazonas, por exemplo, há zircões de todas as idades, vindos dos Andes e de áreas mais antigas que ocorrem ao longo do rio Amazonas.�?/p>

Já conhecidas dos geólogos, as montanhas do atual Nordeste brasileiro se formaram em áreas antes ocupadas pelo mar, em consequência do encontro de blocos rochosos da litosfera (a camada superficial da Terra) que se deslocavam em sentido contrário. Uma das áreas altas, a faixa Sergipana, atualmente abrange o estado de Sergipe e parte da Bahia e de Alagoas. Outra, a faixa Riacho do Pontal, ocupa a região limítrofe entre os estados da Bahia, de Pernambuco e do Piauí, na margem norte do cráton São Francisco �?cráton é um bloco de rochas antigo que se estende por centenas de quilômetros.

Quem anda pelo interior do Nordeste e não conhece muito de geologia deve tomar cuidado com conclusões apressadas. A Chapada do Araripe, por exemplo, ainda que esteja a mil metros de altitude e tenha 178 km de extensão, não é o resquício de uma montanha, mas o resultado da compressão das estruturas rochosas mais densas que a cercam.

Projetos
1. Geocronologia e proveniência das sucessões basais das bacias do Parnaíba, Araripe, Jatobá e Tucano Norte: Implicações para a origem das bacias intracontinentais do SW Gondwana (n^o 20/10739-7); Modalidade Bolsas de Pós-doutorado; Pesquisador responsável Lucas Verissimo Warren (Unesp); Bolsista Rodrigo Irineu Cerri; Investimento R$ 271.323,36.
2. Análises U-Pb e de proveniência sedimentar em rutilos por LA-ICP-MS nas sequências paleozoicas da província Borborema: Bacias do Parnaíba, Araripe e Tucano-Jatobá (n^o 21/12621-6); Modalidade Bolsa de Pós-doutorado; Pesquisador responsável Lucas Verissimo Warren (Unesp); Bolsista Rodrigo Irineu Cerri; Investimento R$ 156.768,04.

Artigos científicos
CERRI, R. I. et al. The Early Paleozoic sedimentary record in northeastern Brazil: Unravelling the sedimentary provenance and evolution of fluvial systems after the western Gondwana assembly. Gondwana Research. v. 131, p. 237-55. jul. 2024.
CERRI, R. I. et al. So close and yet so far: U–Pb geochronological constraints of the Jaibaras rift basin and the intracratonic Parnaíba basin in SW Gondwana. Geological Magazine. v. 159, n. 7. 6 abr. 2021.
GOMES, N. G. et al. P-T-t reconstruction of a coesite-bearing retroeclogite reveals a new UHP occurrence in the western Gondwana margin (NE-Brazil). Lithos. v. 446-7, 107138. jun. 2023.

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O tratamento escrupuloso dos animais, uma preocupação em geral associada a organizações não governamentais (ONG) e a donos (ou tutores) de pets, ganha cada vez mais espaço na agenda de pesquisadores. Cientistas de diferentes áreas envolvem-se na tarefa de produzir conhecimento para reduzir o estresse e dar qualidade de vida aos animais, notadamente aqueles utilizados ou consumidos pelos seres humanos. Dessa mobilização, surgiu um campo interdisciplinar: a ciência do bem-estar animal. Ele integra veterinários, biólogos, psicólogos, especialistas em bioética, entre outros profissionais, em pesquisas que avaliam, para citar alguns exemplos, quais são as condições mais apropriadas para criar e transportar bois e porcos ou para manter ratos ou coelhos utilizados em experimentação científica. Também há estudos que ampliam a compreensão sobre a dor e a cognição dos bichos, essenciais para mensurar níveis de sofrimento, e os que analisam, do ponto de vista ético, as relações entre seres humanos e animais.

O ponto de partida desse campo remonta aos anos 1960, no ativismo contra a crueldade na pecuária do Reino Unido (ver box) e na convocação de pesquisadores para ajudar a enfrentar o problema. Na academia, um grande marco, em meados da década de 1980, foi a indicação do biólogo Donald Broom, hoje com 81 anos, para criar e ministrar a primeira disciplina de bem-estar animal em uma instituição acadêmica, a Universidade de Cambridge, no Reino Unido. O principal fundamento é a ideia de que animais são seres sencientes, ou seja, possuem a capacidade de experimentar sensações e sentimentos básicos, como frio e calor ou dor e medo, e distinguir as agradáveis das desagradáveis. Quando são retirados de seu hábitat natural para domesticação ou exploração comercial, é responsabilidade dos seres humanos zelar por seu bem-estar, o que inclui, de acordo com os cânones dessa área do conhecimento, três preocupações éticas: que eles possam desenvolver suas capacidades de forma análoga à da vida natural, não sintam dor ou medo e possam sentir prazer e recebam cuidados de forma a ter boa saúde.

Um novo impulso veio na década de 1990, com o lançamento de revistas científicas especializadas, como Animal Welfare ou Journal of Applied Animal Welfare Science. Um vislumbre nas edições mais recentes desses dois periódicos dá a medida de como o campo se aprimorou. Há artigos de pesquisadores de todos os lugares do planeta, como Vietnã, Turquia, Brasil, Austrália, México, Reino Unido e Nigéria. Os temas abrangem tópicos como o bem-estar de civetas, um mamífero asiático, criadas em cativeiro em plantações de café da Indonésia �?os grãos digeridos e defecados por esses mamíferos produzem um café que custa US$ 2 mil o quilograma (kg) �? protocolos para a criação de tartarugas-marinhas para fins de pesquisa ou as razões pelas quais alguns tutores de pets do Reino Unido deixam de procurar assistência veterinária, mesmo com a oferta de tratamento gratuito. “Hoje, as publicações sobre o tema chegam a milhares anualmente, as conferências envolvem centenas de pesquisadores e apresentações não são incomuns nas reuniões sobre agricultura, ecologia, cognição e até mesmo sobre emoções humanas�? observou a bióloga comportamental Georgia Mason, diretora do Centro Campbell de Estudos de Bem-Estar Animal da Universidade de Guelph, no Canadá, em um artigo divulgado há seis meses na revista BMC Biology.

O esforço de pesquisadores em evitar que os animais sejam tratados com crueldade responde à pressão de cidadãos e consumidores e a exigências de legislações nacionais, mas a maioria das pesquisas também mira interesses como o aumento da produtividade e da sustentabilidade na produção de carnes. Um tema frequente em países como Brasil, Uruguai e Argentina, grandes exportadores de carne, são as falhas na produção, no embarque, transporte e manejo no frigorífico �?além do sofrimento, elas comprometem a competitividade da pecuária. Um estudo publicado em 2021 pelo zootecnista Mateus José Rodrigues Paranhos da Costa, pesquisador da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Jaboticabal, definiu parâmetros para a quantidade de porcos alocados em caminhões, quando são transportados para abatedouros.

A conclusão do trabalho é de que densidades de carga inferiores a 235 kg por metro quadrado (m2) permitem que os leitões tenham espaço suficiente para viajar com mais conforto nos caminhões e chegar menos cansados e machucados ao abatedouro. Essa densidade equivale a pouco mais de dois porcos por metro quadrado �?o peso de um suíno na época do abate fica em torno dos 100 kg. “No Brasil, estima-se que mais de 10 milhões de quilos de carne sejam descartados anualmente por causa dos hematomas nas carcaças em virtude de quedas, pancadas e escorregões do animal, que poderiam ser evitados com um manejo mais cuidadoso�? afirma Paranhos da Costa. O estudo avaliou as condições de quase 2 mil suínos transportados. Os índices de lesão foram bem mais altos quando a densidade de porcos era de 270 kg/m2 na comparação com densidades de 240 e 200 kg/m2.

O engenheiro-agrônomo Alex Maia, também da Unesp em Jaboticabal, atualmente pesquisador visitante da Universidade de Idaho, nos Estados Unidos, estuda o papel do conforto térmico para a melhoria na qualidade de vida de bovinos. Por ano, o Brasil engorda em confinamentos aproximadamente 7 milhões de bovinos de corte em currais sem nenhum anteparo contra intempéries do ambiente, expondo-os à radiação solar (ver Pesquisa FAPESP nº 340), principalmente ultravioleta. “�?um ambiente muito desconfortável para os animais, incômodo para os produtores e desafiador para a indústria, pois atualmente a sociedade tem um olhar crítico sobre esses sistemas que buscam altos lucros em detrimento da qualidade de vida dos animais.�?Em parceria com o Centro de Inovação Campanelli, do grupo Agropastoril Paschoal Campanelli, localizado na fazenda Santa Rosa, em Altair, a 419 quilômetros de São Paulo, Maia desenvolve o conceito smart shade: um curral em formato retangular, com estrutura metálica com cabos de aço suspensos fixando telhas, que oferece uma projeção de sombra de 20% da área total durante qualquer horário do dia, permitindo que 100% do rebanho se proteja contra a radiação solar direta.

Foram realizados experimentos com mais de 6 mil bovinos de corte, a maioria da raça nelore, que tinham a liberdade de escolher entre ficarem expostos ao Sol ou se protegerem na projeção da sombra. Parte desses resultados foi publicada em 2023 na Frontiers in Veterinary Science. Em média, os bovinos em currais sombreados tiveram de 5 kg a 10 kg a mais no peso da carcaça, a depender da raça, quando comparados ao gado manejado em currais sem sombreamento. Do ponto de vista ambiental, um resultado que chamou a atenção foi o consumo de água. Em média, os animais dos currais smart shade reduziram a ingestão em torno de 10 litros de água por dia em relação aos bovinos que não desfrutaram do sombreamento. Com base em seus dados de pesquisa, Maia está desenvolvendo nos Estados Unidos modelos de inteligência artificial capazes de predizer o consumo de matéria seca e de água, além do ganho de peso, em razão da exposição do rebanho à radiação solar.

Curral smart shade na fazenda Santa Rosa, em Altair, interior paulista: mais conforto térmico e consumo menor de água. Imagem: Centro de Inovação Campanelli

A agenda dos cientistas pode parecer convergente com a das entidades de proteção, mas seus objetivos são diferentes. Do ponto de vista das ONG, praticamente todo tipo de uso de animais é eticamente reprovável, enquanto os pesquisadores se concentram em dar a eles um tratamento digno e indolor, tentando reduzir, quando possível, seu uso, como no caso da experimentação animal. Essa abordagem dos cientistas, contudo, não é consensual nem se exime de debates éticos, às vezes, acalorados. A veterinária Carla Molento, da Universidade Federal do Paraná (UFPR), considera essencial avaliar se as pesquisas e as novas tecnologias sobre bem-estar têm um interesse genuíno em melhorar as condições de vida dos animais, mesmo em um ambiente de produção, ou se o verdadeiro alvo é aumentar os ganhos do produtor. “Muitas vezes, existe um desvio insidioso. Um estudo se apresenta como pesquisa de bem-estar, mas na verdade ele visa apenas melhorar a produtividade�? diz Molento, coordenadora do Laboratório de Bem-estar Animal (Labea) da UFPR �?primeiro centro brasileiro a incluir a expressão “bem-estar animal�?em seu nome, em 2004.

Em um trabalho publicado por seu grupo em 2023 na revista Animals, Molento e suas colaboradoras selecionaram 180 artigos científicos que traziam as expressões “animal welfare�?ou “animal well-being�?em seus objetivos ou hipóteses. Cinco avaliadoras deram pontos para os artigos, em uma escala de 1 a 10, de acordo com o valor intrínseco que o texto atribuía aos animais. Nos trabalhos de revistas que tinham como mote a produção, a média foi de 4,74 pontos, enquanto os publicados em periódicos sobre bem-estar alcançaram 6,46. “A baixa pontuação geral evidenciou que as publicações sobre bem-estar não estão, em média, priorizando os interesses dos animais�? escreveu Molento. Ela propõe que estudos científicos nessa área passem a conter uma declaração explícita sobre as motivações e interesses dos pesquisadores, para aferir se os animais são tratados como prioridade.

Animais de laboratório

A experimentação científica é um outro foco importante da ciência do bem-estar animal. Garantir que os animais de laboratório tenham uma vida saudável e livre de dor é essencial para que eles cumpram a finalidade de gerar informações que façam o conhecimento avançar ou testar novas rotas para medicamentos. “Além de ser intolerável para a sociedade manter um animal em condições insalubres, isso pode criar vieses nos resultados de pesquisas�? explica a médica-veterinária Luisa Maria Gomes de Macedo Braga, presidente do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (Concea), órgão vinculado ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) responsável por formular e zelar pelo cumprimento de normas para o funcionamento de instalações em que animais são criados e utilizados.

O Concea foi criado pela Lei Federal nº 11.794, sancionada em outubro de 2008, que propôs procedimentos e normas para o uso de animais em pesquisas no Brasil. Ela é mais conhecida como Lei Arouca, em referência ao seu autor, o sanitarista e deputado federal Sérgio Arouca (1941-2003), presidente da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) de 1985 a 1989. A lei também determinou que cada instituição de pesquisa tivesse uma Comissão de Ética de Uso de Animais (Ceua) encarregada de avaliar projetos que utilizem animais de laboratório, zelando para que sejam usados no menor número possível, em condições dignas e com o mínimo de sofrimento.

Resoluções do Concea mudaram o panorama da experimentação animal no Brasil. Recentemente, determinaram a substituição do uso de animais por métodos alternativos no controle de qualidade de lotes de produtos e medicamentos. Entre as tecnologias que buscam substituir o uso de animais em testes de cosméticos, uma das mais promissoras é conhecida como body-on-a-chip (BoC), baseada na impressão 3D de tecidos humanos, como pele e intestino (ver Pesquisa FAPESP nº 335). As resoluções também tiveram impacto na aplicação de políticas públicas. Um grupo de 120 pesquisadores brasileiros, coordenados na maioria por membros do Concea, trabalhou nos últimos 10 anos para produzir o Guia brasileiro de produção, manutenção ou utilização de animais para atividades de ensino ou pesquisa científica, um manual de 1,1 mil páginas que reúne orientações sobre edificações, cuidados e manejo.

Roedor criado em biotério da USP: docentes e técnicos dispõem de curso de capacitação em princípios éticos e manejo. Imagem: Léo Ramos Chaves�? Revista Pesquisa FAPESP

O guia define de modo minucioso como deve ser feita a criação de roedores, coelhos, cães e gatos, macacos, ruminantes, peixes, suínos, aves, entre outros, utilizados em experimentos científicos. Reúne descrições sobre como estruturar biotérios e outras instalações de pesquisa, sem o que elas não podem ser licenciadas �?do espaço mínimo reservado a cada espécie à existência de áreas exclusivas para quarentena. Também propõe protocolos a serem adotados para reduzir a dor e o estresse dos bichos, como o nível de ruído no ambiente ou o tamanho das agulhas usadas em anestesia, ou o tipo de treinamento que os profissionais que lidam com essas experimentações precisam receber (ver Pesquisa FAPESP nº 328).

O impacto dos 15 primeiros anos de aplicação da Lei Arouca está sendo avaliado por uma equipe liderada pelo veterinário José Luiz Jivago de Paula Rôlo, da Universidade de Brasília (UnB). Um dos dados já analisados pelo grupo é o do número de artigos de autores do Brasil que mencionaram o termo “bem-estar animal�?e fizeram referência a algum tipo de regulamentação relacionada ao uso de animais em projetos de pesquisa. Até a década de 1990, o número de papers era muito pequeno �?no máximo, cinco por ano �? mas cresceu exponencialmente a partir de meados dos anos 2000. Só em 2020 houve mais de 200 artigos citando instruções normativas e guias do Concea. O levantamento, que deve ser concluído no final do ano, também vai mapear os grupos de pesquisa envolvidos com o tema no país. “Já é possível afirmar que existem duas grandes vertentes. Há equipes que têm como alvo a experimentação e as que se dedicam a estudos sobre animais na pecuária. E esse segundo grupo é mais numeroso�? diz Rôlo.

As duas vertentes com frequência se entrelaçam. O médico-veterinário Helder Louvandini, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (Cena-USP), em Piracicaba, participou de uma das equipes que produziram o manual do Concea. Ele ajudou a sistematizar as normas sobre pesquisas com grandes ruminantes, como bovinos e búfalos, que estabelecem desde os cuidados na criação de bezerros até os parâmetros detalhados para sistemas de confinamento, como uso de pisos antiderrapantes e sistemas de ventilação. Louvandini conta que a questão do bem-estar se tornou uma parte indissociável de seus estudos sobre nutrição. “Coordeno um projeto apoiado pela FAPESP que pretende validar o uso de nanopartículas de óxido de zinco como um alimento funcional em ruminantes. O objetivo não é só melhorar as condições nutricionais dos animais, mas analisar o efeito no combate a parasitas, o que é um parâmetro fundamental para o bem-estar. Toda pesquisa que busque ampliar a sustentabilidade na produção acaba tendo elo com o bem-estar�? afirma.

Um dos pioneiros na ciência do bem-estar animal no Brasil é o veterinário gaúcho Adroaldo José Zanella. Ele coordena o Centro de Estudos Comparativos em Saúde, Sustentabilidade e Bem-Estar na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FM-VZ) da USP, campus de Pirassununga, e lidera pesquisas sobre bovinos de corte e de leite, ovelhas e, principalmente, suínos. Um artigo recente de seu grupo, publicado em abril na Nature Food, mapeou indicadores de sustentabilidade e bem-estar na cadeia de suínos no Brasil e no Reino Unido. O trabalho comparou dados sobre 74 criações de suínos no Reino Unido e 17 no Brasil. Um dos resultados mais relevantes indicou que, entre suínos criados em condições de bem-estar comprometido, há mais uso de antimicrobianos. “Esses fármacos são utilizados em menor quantidade quando os indicadores de bem-estar são melhores�? afirma. Zanella, que orientou a formação de mais de 30 mestres e 25 doutores, busca uma abordagem multidisciplinar para levar as pesquisas adiante, integrando advogados, médicos, filósofos, pedagogos, profissionais das ciências exatas ligados à inteligência artificial e outros. “Nosso grupo está tentando buscar pessoas nas áreas de ciências humanas que possam nos ajudar a entender, por exemplo, como melhorar a mão de obra trabalhando com animais�? diz.

Zanella se doutorou em bem-estar animal pela Universidade de Cambridge em 1992, tendo o pioneiro Broom como orientador. Sua tese teve como foco os indicadores de bem-estar de fêmeas suínas durante a gestação, até hoje um dos principais focos de seu centro de estudos. Na tese, ele identificou um marcador neurofisiológico associado ao comportamento repetitivo de suínos, que é semelhante ao comportamento desenvolvido por algumas pessoas com autismo. Outros trabalhos do grupo demonstraram que a espécie sofre de ansiedade, aumento de comportamento agressivo, problemas de memória e comprometimento das áreas do cérebro responsáveis pela modulação das emoções e processos cognitivos, em situações de isolamento social ou quando submetida ao desmame precoce, dados publicados no periódico Brain Research. Em um artigo recente de Zanella, divulgado na revista Frontiers in Animal Science, ele mostrou que, mesmo sem nunca ter entrado em contato com o pai, leitões originados de machos que permaneceram quatro semanas em celas apresentaram mais medo e ansiedade, além de níveis elevados de cortisol na saliva quando expostos a situações estressantes pelas quais nunca tinham passado antes. Essas mesmas questões vêm sendo avaliadas em ovelhas e cabras, com resultados semelhantes.

Ovinos, tilápia massageada por cerdas em aquário no campus da Unesp e coleta de fluido oral de suínos de forma não invasiva, ambos no campus de Pirassununga da USP. Imagem: Léo Ramos Chaves�? Revista Pesquisa FAPESP | Ana Carolina dos Santos Gauy

Apesar da prevalência de estudos voltados para a pecuária, hoje já há pesquisas no país sobre muitas outras espécies. Pesquisadores da UnB apoiam instâncias do governo federal, como o Ministério da Agricultura e Pecuária, a Polícia Federal e a Receita Federal, que utilizam cães de olfato excepcional utilizados para farejar drogas, explosivos e alimentos, e ajudam a definir protocolos que devem ser seguidos para garantir o bem-estar dos animais. Cães, que chegam a custar R$ 60 mil reais, podem ter o desempenho diminuído na execução de tarefas quando são submetidos a condições exaustivas ou muito adversas.

“O potencial máximo de um animal é atingido quando ele se sente confortável, bem alimentado e hidratado, e há uma série de parâmetros de bem-estar, como horas de trabalho e pausas para descanso, que precisam ser seguidas�? explica o médico-veterinário Cristiano Barros de Melo, professor da UnB, que ministra uma disciplina sobre Cães de Interesse do Serviço Público na pós-graduação em ciências animais da universidade e oferece capacitação científica a empresários e funcionários públicos que lidam com caninos. “Para os cães, o trabalho de farejar é uma brincadeira agradável. Se ele entender o trabalho como uma grande brincadeira, suas habilidades são aproveitadas. Quando fareja em alto desempenho, sua boca permanece fechada e a respiração segue pelas narinas, por conta do foco que necessita manter durante o trabalho. Por isso, é preciso calibrar seu esforço.�?/p>

Em um estudo publicado em maio na revista Frontiers in Veterinary Science, o grupo de Melo avaliou o desempenho de cães da Receita Federal envolvidos em apreensões de drogas entre 2010 e 2020 em fronteiras, aeroportos, portos e centros de recepção de encomendas dos Correios, em cenários reais no Brasil. Foram apreendidos 97,7 mil quilos de maconha, 179,3 mil quilos de cocaína, entre outros entorpecentes. A conclusão do estudo é de que, a cada novo cachorro introduzido no sistema de fiscalização, houve um aumento de mais de 3 toneladas de drogas apreendidas.

Mas também há pesquisas em fases de investigação anteriores à aplicação. A zoóloga Eliane Gonçalves de Freitas, do Laboratório de Comportamento Animal da Unesp, campus de São José do Rio Preto, está estudando como a estimulação táctil corporal, um recurso usado para reduzir o estresse de diversas espécies, pode melhorar o bem-estar de tilápias. Em dois artigos, um publicado em 2019 e outro em 2022 na revista Scientific Reports, seu grupo analisou o comportamento de tilápias criadas em aquários que, para chegar ao local onde havia alimento, eram obrigadas a passar por uma coluna de cerdas macias de silicone que massageavam suavemente seus corpos. Embora a estimulação não tenha tido impacto nos níveis do hormônio cortisol, cuja elevação está associada a estresse, as tilápias do experimento reduziram sua agressividade em interações com as outras.

Também se observou que os peixes cresceram mais rapidamente com menor consumo de alimentos, o que foi atribuído ao gasto energético poupado em lutas. Em um projeto apoiado pela FAPESP em parceria com pesquisadores da Universidade do Porto, em Portugal, e da Universidade de Tecnologia da Dinamarca, Freitas investiga agora se as tilápias procuram voluntariamente a massagem caso não sejam obrigadas a ultrapassar as cerdas, além de alguns mecanismos neurais envolvidos com a resposta à estimulação táctil. Também está analisando o efeito da massagem em três peixes ornamentais de comportamento agressivo e se os efeitos também se reproduzem em espécies marinhas de interesse para a aquicultura europeia, como a dourada (Sparus aurata) e o sargo (Diplodus sargus). “A quantidade de estudos sobre o bem-estar dos peixes ainda é pequena e essa área só começou a crescer neste século. Há evidências de que eles sentem dor, mas há poucos estudos sobre como reduzir o sofrimento�? afirma. Um dos desafios da ciência do bem-estar animal, observa Freitas, é expandir seus domínios para espécies que hoje não atraem muita atenção dos pesquisadores, seja porque não inspiram compaixão nos seres humanos ou então porque não despertam interesse comercial.

A reportagem acima foi publicada com o título �?b>Cuidado e empatia com os animais�?na edição impressa nº 341, de julho de 2024.

Projetos
1. Bem-estar animal como valor agregado nas cadeias produtivas da pecuária (nº 23/12374-4); Modalidade Auxílio Organização �?Reunião Científica; Pesquisador responsável Mateus José Rodrigues Paranhos da Costa (Unesp); Investimento R$ 96.605,44.
2. Estimulação táctil corporal e bem-estar em peixes: Efeitos sobre a agressividade, monoaminas cerebrais e desempenho produtivo (nº 23/02306-1); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Regular; Pesquisadora responsável Eliane Gonçalves de Freitas (Unesp); Investimento R$ 273.424,42.
3. Nanopartícula de óxido de zinco como alimento funcional (nº 19/26042-8); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável Helder Louvandini (USP); Investimento R$ 2.528.542,97.
4. Consequências epigenéticas da experiência no período pré-cópula de machos suínos na cognição e emocionalidade de leitões (nº 20/00826-0); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Sprint; Convênio Linköping University (LiU) Pesquisador responsável Adroaldo Jose Zanella (USP); Investimento R$ 32.630,38.
5. Sombreamento com uso de painéis fotovoltaicos para bovinos de corte: Um estudo do equilíbrio térmico, da viabilidade econômica e do impacto ambiental (nº 18/19148-1); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais; Pesquisador responsável Alex Sandro Campos Maia (Unesp); Investimento R$ 208.086,17.
6. A contribuição do macho para o desenvolvimento de fenótipos robustos e o papel mitigador do bem-estar das fêmeas suínas (nº 18/01082-4); Modalidade Auxílio à Pesquisa �?Regular; Pesquisador responsável Adroaldo Jose Zanella (USP); InvestimentoR$ 222.973,53.

Artigos científicos
MASON, G. J. Animal welfare research is fascinating, ethical, and useful �?but how can it be more rigorous? BMC Biology. v. 21, n. 302. 2023.
URREA, V. M et al. Behavior, blood stress indicators, skin lesions, and meat quality in pigs transported to slaughter at different loading densities. Journal of Animal Science. v. 99. ed. 6. 2021.
MAIA, A. S. C et al. Economically sustainable shade design for feedlot cattle. Frontiers in Veterinary Science. v. 10. 2023.
FRAGOSO, A. A. et al. Animal Welfare Science: Why and for Whom? Animals. v. 13. p. 1833. 2023.
BARTLET, H. et al. Trade-offs in the externalities of pig production are not inevitable. Nature Food. v. 5. p. 312-22. 2024.
ZANELLA, A. J. et al. Effects of early weaning and social isolation on the expression of glucocorticoid and mineralocorticoid receptor and 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 1 and 2 mRNAs in the frontal cortex and hippocampus of piglets. Brain Research. v. 1067. p. 36-42. 2006.
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O risco de incêndios no Pantanal em junho, quando o bioma foi assolado por um recorde histórico de focos de fogo, foi 40% maior por causa do aquecimento global induzido pela emissão de gases de efeito estufa, segundo um índice climático que monitora a probabilidade de ocorrer queimadas no bioma. O calor, a seca e os ventos na maior planície alagada do planeta foram turbinados pelas mudanças climáticas e criaram um ambiente mais propenso para a disseminação de incêndios num período do ano em que normalmente o bioma não é alvo frequente de queimadas.

Eventos extremos dessa magnitude no Pantanal, que tinham probabilidade de ocorrer a cada 161 anos em um cenário sem o aquecimento global antrópico, apresentam agora tendência estatística a se repetir a cada 35 anos. Ou seja, as mudanças climáticas aumentaram de quatro a cinco vezes o risco de ocorrer as condições extremas de junho no Pantanal.

As conclusões são de um estudo divulgado hoje (08/08) por uma equipe de pesquisadores do Brasil, Reino Unido e Países Baixos que fizeram um trabalho conjunto no âmbito da iniciativa World Weather Attribution (WWA). Essa colaboração científica internacional analisa a influência das mudanças climáticas sobre eventos extremos em todo o mundo por meio dos chamados estudos de atribuição.

“As alterações no uso da terra e as mudanças climáticas estão fazendo o regime de fogo se modificar no Pantanal. Hoje a frequência e a intensidade das queimadas são maiores e mais áreas são afetadas�? comenta a meteorologista Renata Libonati, do Laboratório de Aplicações de Satélites Ambientais da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Lasa-UFRJ), uma das autoras do estudo. Dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) indicam que cerca de 3.300 focos de fogo foram registrados apenas em junho no Pantanal. Levantamento do Lasa aponta que mais de 4.100 quilômetros quadrados foram queimados no bioma nesse mês (ver Pesquisa FAPESP nº 342).

A metodologia dos trabalhos do WWA consiste em abastecer vários modelos climáticos com dados sobre um evento extremo, como uma chuva muito intensa ou uma estiagem prolongada, e calcular qual é a probabilidade e a intensidade desse episódio ocorrer em dois cenários: com e sem o nível atual de aquecimento global atual. Desde meados do século XIX, considerado representativo do período pré-industrial, a temperatura média do planeta subiu cerca de 1,2 grau Celsius (°C).

Imagem: Alexandre Affonso/Revista Pesquisa FAPESP

“Num passado recente, eventos extremos como esse no Pantanal eram tratados apenas como parte das oscilações naturais do clima. Hoje, com uma melhor compreensão do sistema climático e o avanço das técnicas científicas, podemos, por meio dos estudos de atribuição, diferenciar as variações naturais do clima dos efeitos decorrentes de atividades humanas�? comenta o climatologista Lincoln Muniz Alves, do Inpe, coautor do estudo.

A WWA fez trabalhos semelhantes sobre o peso do aquecimento global durante a ocorrência da seca na Amazônia no final do ano passado e nas chuvas extremas que caíram no Rio Grande do Sul entre o fim de abril e início de maio deste ano (ver Pesquisa FAPESP nº 341).

No Pantanal, a falta de chuvas, somada a altas temperaturas, baixa umidade e presença de ventos mais fortes foram uma associação decisiva para a ocorrência de focos de fogo fora de época. “Para avaliar essas características, utilizamos uma combinação desses fatores que chamamos de índice meteorológico de incêndio�? explica Libonati. “Ele quantifica a dificuldade de controlar o fogo diante das condições meteorológicas.�?/p>

Os pesquisadores calcularam o índice para os dias de junho no Pantanal �?acumulados em uma métrica chamada daily severity rating (DSR) �?para obter a média de perigo de incêndio durante o mês. Cruzando os dados com projeções de modelos de clima com e sem mudanças climáticas, foi possível concluir que as condições meteorológicas estão ficando mais propícias para o fogo no bioma.

Se o aumento do aquecimento global atingir 2 °C acima do nível pré-industrial, o risco de as condições climáticas que ocorreram em junho deste ano no Pantanal voltarem a se repetir passa a ser ainda maior. Elas ocorreriam a cada 17 anos �?e com uma intensidade 17% maior do que a verificada em 2024.

Essas projeções não são catastrofistas, alerta a climatologista alemã Friederike Otto, do Imperial College London, coordenadora do WWA e uma das autoras do novo estudo. “Os números provavelmente estão no ponto mais conservador de nossa escala. Isso porque os modelos [climáticos] têm dificuldade de representar bem os níveis de precipitação�? disse Otto durante coletiva de imprensa on-line para divulgar os resultados do trabalho sobre o Pantanal.

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O sauim-de-coleira (Saguinus bicolor), sagui com 25 centímetros (cm) de comprimento e parte do corpo coberta de pelo branco, vive uma situação dramática. Na cidade de Manaus, é predado por cachorros e gatos; nas matas próximas, é capturado para ser vendido como animal de estimação. Seu hábitat está diminuindo por causa do desmatamento e da competição por alimento com o sagui-de-mãos-douradas (Saguinus midas), que expandiu sua distribuição geográfica para a região onde antes só vivia o saium-de-coleira.

Estima-se que a população do sauim-de-coleira deve ter diminuído 80% desde 1997. Por essa razão, a espécie foi classificada como criticamente em perigo, categoria que representa o maior risco de extinção, quando há grandes reduções das populações, na atualização mais recente da Lista vermelha de espécies ameaçadas da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN), divulgada em junho.

As equipes e organizações de 160 países ligadas à IUCN avaliaram 18.391 espécies de plantas e animais do Brasil e classificaram 2.475 como ameaçadas de desaparecimento �?dessas, 515 estão criticamente em perigo. Quatro delas não existem mais na natureza, apenas exemplares em cativeiro, como a ararinha-azul (Cyanopsitta spixii); e 16 foram extintas (ver tabela).

Imagem: Alexandre Affonso/Revista Pesquisa FAPESP

“Como em muitos outros países, a biodiversidade no Brasil está em declínio, embora em ritmo menos acentuado que em outros lugares�? comentou Craig Hilton-Taylor, diretor da unidade da Lista vermelha da IUCN, para Pesquisa FAPESP.

Na lista deste ano, Austrália, Bangladesh, França, Japão, Arábia Saudita e Iêmen apresentaram queda acentuada da biodiversidade, que se mostrou estável no Afeganistão, Angola, Bélgica, Costa do Marfim, Peru e Suíça. Em poucos países, como a Polônia, a biodiversidade aumentou, como resultado de políticas de conservação ambiental.

A IUCN calcula o estado de conservação da biodiversidade examinando os eventuais declínio, estabilidade ou aumento das populações de espécies mais conhecidas de animais e plantas. O risco de extinção aumenta quando a população é pequena, está em declínio ou ocupa uma região geográfica restrita.

Imagem: Alexandre Affonso/Revista Pesquisa FAPESP

A lista deste ano incorporou cerca de 6 mil espécies à versão anterior, de 2023, aumentando para 163.040 espécies de animais, plantas e fungos avaliados. A IUCN verificou que 28% desse total, o equivalente a 45.321 espécies de plantas e animais, está ameaçado de extinção no mundo e 908 espécies já foram extintas.

Espécies que geram poucos filhotes por ninhada e demoram para chegar à maturidade sexual recompõem suas populações mais lentamente e têm risco mais alto de extinção. É o caso, no Brasil, da baleia-jubarte (Megaptera novaeangliae), cujas fêmeas começam a se reproduzir aos 5 anos, engravidam a cada dois anos e têm um filhote por vez.

“As baleias quase desapareceram da costa brasileira, mas a população se recompôs lentamente após a proibição da caça na década de 1980�? diz a bióloga Rosana Junqueira Subirá, do Centro de Sobrevivência de Espécies (CSE) Brasil, braço da IUCN no país.

A tartaruga-verde saiu da lista de espécies ameaçadas. Imagem: Mariusz Potocki / iNaturalist

Lista nacional

“A metodologia da IUCN é a mesma que usamos para fazer a Lista Nacional de Espécies Ameaçadas de Extinção�? diz a bióloga Mariella Butti, do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio).

A lista mais recente do ICMBio, de 2022, avaliou 15.651 espécies de animais do Brasil e classificou 1.254 como ameaçadas, das quais 360 como criticamente em perigo. Seis espécies de pequenas aves, mamíferos e anfíbios foram classificadas como extintas e uma de ave, o mutum-do-nordeste (Pauxi mitu), não existe mais na natureza, apenas em cativeiro. Eventuais diferenças com a classificação da IUCN se explicam porque o ICMBio tende a ser mais cauteloso para considerar uma espécie como extinta.

“Nas listas vermelhas as espécies só são declaradas extintas quando as evidências são consideradas conclusivas�? ressalta Butti. O cuidado é necessário para evitar que espécies que permanecem escondidas em regiões pouco acessíveis sejam declaradas extintas, o que desestimularia a busca por essas populações remotas.

É o caso da rolinha-do-planalto (Columbina cyanopis), ave de pelagem castanha, com 16 cm de comprimento, avistada pela última vez em 1941 no Cerrado do sul de Goiás. Em julho de 2015, porém, 12 exemplares dessa espécie foram vistos em uma mata no município de Botumirim, em Minas Gerais, por essa razão depois transformada em uma unidade de conservação.

Baleia-jubarte: populações voltaram a crescer após proibição da caça. Imagem: Wwelles14 / WIKIMEDIA

Classificação dinâmica

As listas vermelhas ajudam a orientar medidas para reduzir o risco de extinção das espécies. Em 2022, como resultado do trabalho das equipes do Centro Nacional de Pesquisa e Conservação de Tartarugas Marinhas e da Biodiversidade Marinha do Leste (Tamar/ICMBio) e do Projeto Tamar, uma organização não governamental, quatro das cinco espécies brasileiras de tartarugas marinhas apresentaram uma melhora no estado de conservação e a tartaruga-verde (Chelonia mydas) saiu da lista de espécies ameaçadas.

“Dependendo da espécie, a recuperação pode ser muito rápida�? comenta Subirá. Ela cita como exemplo o grama-brasileiro (Gramma brasiliensis), peixe ornamental marinho roxo e amarelo, com cerca de 6 cm, que entrou na lista de espécies ameaçadas em 2003 por ser muito capturado por aquaristas. Como sua pesca foi proibida em 2005 e seu ciclo reprodutivo é rápido, a população se recuperou sozinha e a espécie saiu do risco de extinção.

A arara-azul-grande (Anodorhynchus hyacinthinus), com até 1 m de comprimento, saiu da lista em 2014, depois de ficar ameaçada por décadas, graças a um programa de conservação do Instituto Arara Azul que coibiu a caça e o comércio ilegal, protegeu as palmeiras usadas por essas aves para construir ninhos e promoveu a educação ambiental. “Agora, com os incêndios do Pantanal, talvez volte para a lista�? afirma Subirá.

Animais ameaçados podem se tornar símbolos de populações locais, favorecendo sua preservação. Na ilha de Moleques do Sul, próxima a Florianópolis, em Santa Catarina, um preá (Cavia intermedia) foi usado em projetos educativos como forma de sensibilizar os alunos para a conservação da natureza. Restam cerca de 40 indivíduos. “Essa espécie não existe em nenhum outro lugar do mundo�? ressalta Butti, do ICMBio.

Plantas

O risco de extinção das plantas é avaliado pelo Jardim Botânico do Rio de Janeiro, que produz o Livro vermelho da flora do Brasil, também baseado na metodologia da IUCN, com 7.524 espécies avaliadas, das quais 3.213 ameaças de extinção e 684 criticamente em perigo.

As equipes do Jardim Botânico ainda não classificaram nenhuma espécie de planta como extinta, mas avaliam o possível desparecimento de cinco espécies de árvores da Mata Atlântica.

A guarajuba, redescoberta em 2017. Imagem: Lucas Moraes (CNCFlora / JBRJ)

“A guarajuba (Terminalia acuminata) chegou a ser considerada extinta na natureza por mais de 15 anos, mas foi redescoberta em 2015�? observa o botânico Eduardo Fernandez, do Centro Nacional de Conservação da Flora, no Jardim Botânico. A árvore da Mata Atlântica do Rio de Janeiro chega a 30 m de altura, está na categoria em perigo e é alvo de programas de recuperação populacional.

Entre as espécies de plantas ameaçadas de extinção está o pau-brasil (Paubrasilia echinata), muito derrubado ilegalmente para a confecção de instrumentos musicais, dezenas de bromélias, cactos e orquídeas, impactados pela coleta predatória para o mercado ilegal de plantas ornamentais.

Outro exemplo é a jueirana-facão (Dinizia jueirana-facao), uma árvore que pode passar de 50 m de altura, com menos de 50 indivíduos conhecidos no município de Linhares e Sooretama, no Espírito Santo. “A jueirana surpreendeu os botânicos por ter sido identificada em 2017, em uma área relativamente bem estudada�? relata Fernandez. A árvore é uma espécie próxima do angelim-vermelho (Dinizia excelsa), considerada a árvore tropical mais alta do mundo, que vive nas florestas do Amapá.

Uma versão deste texto foi publicada na edição impressa representada no pdf.

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Texto: Agência Bori

Highlights

• Mesmo resilientes a climas secos, cactos da Caatinga sofrerão consequências das mudanças climáticas, que podem levar a perdas significativas
• Simulações apontam diminuição de 65% da ocorrência do quipá (Tacinga inamoena) e de 27% de palmatória (Tacinga palmadora), importantes para cultura e alimentação local
• Grupo procura compreender melhor os efeitos das mudanças climáticas sobre os cactos, conduzindo pesquisas com espécies dos Estados Unidos, Argentina e México

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Como proteger as cidades, que abrigam a maioria da população do planeta, dos eventos climáticos extremos, previstos para aumentar em número e intensidade com o aquecimento global? Da China, uma resposta aos desafios relacionados à água �?seja excesso ou falta �?vem com o sugestivo nome de cidade-esponja. Um programa de governo local baseado nesse conceito foi lançado no fim de 2014, depois de grandes enchentes assolarem Beijing, a capital chinesa, dois anos antes. Uma de suas metas era reter localmente entre 70% e 90% da média anual das águas da chuva aplicando tecnologias e princípios da chamada infraestrutura verde e do desenvolvimento urbano de baixo impacto (LID).

Desenhado para prevenir inundações, melhorar a qualidade da água e aliviar os impactos das ilhas de calor urbanas, o projeto abrange atualmente 30 cidades-esponja-piloto no país asiático, entre elas Beijing, Xangai, Sanya e Wuhan. A ideia é que o sistema de drenagem urbana funcione como uma esponja, absorvendo, armazenando e purificando a água das chuvas para que depois possa ser reutilizada.

Muitas das soluções empregadas nessas localidades (ver infográfico abaixo) são inspiradas em elementos de sistemas conhecidos há tempos por nomes diferentes em outros países: LID, nos Estados Unidos e no Canadá; sistemas de drenagem urbana sustentável (Suds ou SusDrain), no Reino Unido e em outras nações europeias; e design urbano sensível à água (WSUD), na Austrália e na Nova Zelândia, como observaram pesquisadores chineses em artigo científico publicado em 2017 na revista Water.

Imagem: Alexandre Affonso/Revista Pesquisa FAPESP

Esses termos, dispositivos e práticas foram reunidos na literatura sob o guarda-chuva da infraestrutura verde �?em oposição à infraestrutura cinza, do concreto, cimento e asfalto. Mais recentemente, passaram a ser designados como soluções baseadas na natureza (SbN). Já o conceito cidade-esponja, formulado na China, ganhou força a partir dos anos 2010. Todos eles mimetizam elementos da natureza ou trazem a natureza para dentro da infraestrutura urbana, como explica um grupo de autores estrangeiros em trabalho divulgado no periódico Urban Water Journal, em 2015.

Um ponto em comum entre essas tecnologias é que elas confrontam o paradigma de drenagem urbana que vigorou ao longo do século XX, que era o de afastar a água rapidamente dos terrenos urbanizáveis. “Como solução baseada na natureza, as cidades-esponja se contrapõem à maneira histórica como o urbanismo se relacionou com as águas�? diz a urbanista Raquel Rolnik, da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (FAU-USP).

“A proposta do urbanismo desde o fim do século XIX e, sobretudo, no século XX é de um urbanismo contra as águas. Há uma tentativa de afastar a presença delas da cidade. Com isso, investe-se em sistemas de canalização de rios, aterramento de várzeas, enterramentos de canais e drenagem subterrânea. É uma estratégia de ganhar o máximo possível de terrenos para lotear, que impermeabiliza áreas urbanas�? afirma a pesquisadora, prefeita do campus Butantan da USP, na capital paulista.

A resposta chinesa, que toma forma nas 30 cidades-piloto, ganhou notoriedade após sua implementação. “O exemplo das cidade-esponja mostra que é possível adotar um desenho sustentável de drenagem urbana�? defende o arquiteto paisagista e urbanista Paulo Pellegrino, da FAU-USP, estudioso das melhores práticas para controle de enchentes e águas pluviais urbanas e autor de vários artigos sobre o tema.

“Os projetos do Kongjian Yu, um dos pioneiros das cidades-esponja, e de outros especialistas chineses mostraram que dá para implantar essas intervenções, superando as críticas de que não haveria espaço para isso�? diz Pellegrino. “Onde havia rios canalizados, Yu trabalhou para recriar margens com banhados, várzeas, áreas úmidas e de transição. Além de reduzir a velocidade de escoamento, criou espaço para o espraiamento das águas.�?/p>

Os idealizadores do conceito de cidade-esponja uniram os conhecimentos tradicionais milenares dos camponeses que lidavam com as águas, como o terraceamento (construção de terraços em áreas de vertentes de montanhas para evitar a erosão do solo), às novas tecnologias do Ocidente para desenvolver seus projetos.

Em entrevista concedida à Pesquisa FAPESP, Yu destacou que mesmo uma metrópole como São Paulo poderia ser transformada em uma cidade-esponja, mas faz uma ressalva. “�?preciso resolver o problema das inundações em duas escalas: na urbana e no nível regional. São necessários os sistemas de esponja urbano e o de esponja regional na gestão das bacias hidrográficas�? pondera o especialista, fundador da Faculdade de Arquitetura e Paisagismo da Universidade de Pequim e presidente do escritório Turenscape.

“Se as autoridades públicas estão determinadas a resolver o problema, um governo forte e organizado pode transformar o município em uma cidade-esponja resiliente à água em cinco anos [ver íntegra da entrevista aqui]�? defende Yu.

Via Fenghuang: rodovia de 12 quilômetros na província chinesa de Hainan ganhou soluções baseadas na natureza idealizadas por Yu. Imagem: Kongjian Yu / Turenscape

Desafios e limitações

Com ou sem o selo de cidade-esponja, experiências com soluções baseadas na natureza para a questão da drenagem das águas pluviais têm se proliferado pelo mundo. Copenhague, na Dinamarca, Malmö, na Suécia, a cidade-estado de Singapura, Portland, nos Estados Unidos, Amsterdã, nos Países Baixos, já adotam elementos do gênero para lidar com as águas.

A maioria dos textos científicos que usam o termo cidade-esponja é escrita por pesquisadores chineses, como indicado por um artigo de revisão sistemática da literatura publicado há dois anos por um grupo da Universidade de Pernambuco em Research Society and Development. Entre os 25 artigos analisados, 19 haviam sido realizados na China. A resiliência às inundações foi a maior contribuição encontrada nas cidades estudadas, apontou o trabalho.

Os desafios e as limitações do modelo, porém, também são discutidos. Um artigo de revisão divulgado em Water Science & Technology, em 2023, mostra que 19 das 30 cidades-piloto da China registraram inundações após a implementação das soluções. “Cidade-esponja, LID e outros sistemas de manejo alternativo das águas pluviais não podem ser tratados como um modelo que se adapta a todo o mundo, uma vez que dependem das características fisiológicas da reservação [da água] em questão, do clima regional e dos parâmetros hidráulicos e hidrológicos�? ressaltam os autores.

Os pesquisadores mencionam que é mais fácil implementar o modelo em localidades mais novas, em comparação às estabelecidas há mais tempo, por essas terem menos terrenos vazios. Até mesmo a parceria público-privada estimulada na China durante a construção das cidades-esponja é questionada, já que a participação do setor privado permanece insignificante, segundo o estudo.

Muitos desafios apareceram depois das obras prontas, resultado de erros durante a construção, como a adoção do tipo errado de vegetação, ou dificuldades de manutenção. “As cidades-esponja não são uma solução mágica capaz de eliminar as inundações ou lidar com qualquer precipitação intensa, mas podem adiar o pico de fluxo e diminuir a sua intensidade�? afirmam os autores do artigo.

Telhado verde em prédio da avenida Paulista e jardim de chuva no bairro de Pinheiros, ambos em São Paulo. Imagem: Léo Ramos Chaves / Revista Pequisa FAPESP

Enxurradas e piscinões

Uma cidade-esponja, explica Pellegrino, da FAU, parte do princípio de que uma bacia hidrográfica apresenta três comportamentos distintos ao longo de sua extensão. O primeiro acontece na divisa da bacia, nas cabeceiras, onde a água começa a escorrer. “Nesse ponto, é preciso adotar estratégias para reter a água na fonte, como, por exemplo, a construção de jardins de chuva, lagoas pluviais e pisos permeáveis�? diz.

Depois, há as encostas da bacia, onde as águas vão descendo para o fundo do vale. “Nessas regiões intermediárias é preciso reduzir a velocidade do escoamento. É possível usar biovaletas, canteiros pluviais e muita vegetação.�?/p>

Por fim, é preciso criar espaços para acomodar as águas que chegam ao ponto mais baixo, onde originalmente estavam as várzeas. “Porto Alegre e o Vale do Taquari estão justamente nesse local. É preciso pensar em estruturas e espaços para receber essa água. Isso não é novidade. Parece que sofremos de uma amnésia coletiva�? diz Pellegrino, referindo-se ao predomínio atual da infraestrutura cinza das cidades.

A mudança do paradigma de drenagem da água, segundo especialistas, vem se dando há cerca de 30 ou 40 anos, com a percepção de que o modelo usado nas décadas passadas não resolveria a questão das grandes chuvas. A resposta hegemônica primeira, afirmam, foi a criação de piscinões, grandes reservatórios urbanos cobertos ou não, com o objetivo de reter as águas dos temporais. Mas essas estruturas, comuns em São Paulo, apresentaram limitações funcionais e urbanísticas, afirmam.

“Um dos processos mais perigosos relacionados à água da chuva em encostas é a enxurrada, que é a água descendo o morro em alta velocidade. Os piscinões não resolvem isso, porque ficam em fundos do vale�? ressalta a arquiteta e urbanista Luciana Travassos, da Universidade Federal do ABC (UFABC). “Eles são percebidos como fraturas urbanas de complexa articulação com as demais infraestruturas das cidades�? diz a pesquisadora.

Travassos coordena o projeto Territórios da Água, que propõe a elaboração de um programa de conservação e recuperação de áreas de preservação permanente (APPs) no município de São Paulo. Apoiado pelo Programa de Pesquisa em Políticas Públicas da FAPESP, o trabalho tem parceria da Secretaria do Verde e do Meio Ambiente do município de São Paulo e do Observatório Nacional dos Direitos à Água e do Saneamento (Ondas).

A maior parte das APPs paulistanas abrange uma faixa de proteção de 30 metros de cada margem dos rios e cursos d´água, diz a especialista. O projeto proposto por seu grupo, iniciado em fevereiro, inclui o uso de SbN nas áreas ao longo dos rios e córregos da cidade. Prevê também o estudo das políticas adotadas para as áreas de preservação permanente nas duas últimas décadas. Os pesquisadores querem avaliar como os rios e as suas margens foram tratados nas políticas públicas municipais, bem como suas características, se há assentamentos precários, loteamentos e outras infraestruturas ocupando as APPs, o que condiciona as possibilidades de intervenção. “A partir daí, vamos elaborar critérios de priorização e gestão, com base na justiça ambiental, e definir uma bacia-piloto para trabalhar�? informa Travassos.

Especialistas brasileiros têm desenvolvido projetos em linha com as iniciativas adotadas pelas cidades-esponja. “As soluções não tradicionais, como jardins de chuva, telhado verde e reservatórios domiciliares, são cada vez mais empregadas�? comenta o engenheiro civil e sanitário Marcelo Obraczka, professor do curso de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj), coautor de um artigo sobre jardins de chuva publicado no ano passado no periódico Mix Sustentável. “Não se pode, contudo, abrir mão completamente das soluções de drenagem urbana convencionais.�?/p>

Também na Uerj, a arquiteta Luciana Mattos dos Anjos Galdino, da Divisão de Engenharia e Infraestrutura do Instituto Nacional de Câncer (Inca), fez de seu mestrado profissional concluído em 2022 um estudo de caso para a aplicação do conceito de cidade-esponja na praça da Cruz Vermelha, no Rio de Janeiro.

“Trabalho há 13 anos no Inca, localizado no centro da cidade, entre a Lapa e a Central do Brasil. Além de ser um eixo viário, conta com muita circulação de pessoas. Mesmo com pouco volume de chuva, a região alaga e vira um caos�? diz. No estudo, ela propõe a construção de praças-piscina em duas áreas a fim de armazenar o volume excedente de água pluvial e a adoção de piso permeável, jardins de chuva e telhado verde.

Piscinão em Vila Prudente, na capital paulista, ainda durante sua fase construtiva. Imagem: Rivaldo Gomes/Folhapress

O problema de São Paulo

A arquiteta e urbanista Adriana Sandre, fundadora do escritório de arquitetura Guajava, em São Paulo, e docente da FAU-USP, reconhece que não é fácil fazer equipamentos-esponja grandes como os construídos pelos chineses em áreas adensadas como as de várias bacias hidrográficas, a exemplo do Anhangabaú e do Pirajussara, na capital paulista. “Seria necessário desapropriar grandes áreas, e em São Paulo isso é difícil�? diz a pesquisadora, que participou da elaboração de cerca de 20 cadernos de bacias hidrográficas do município de São Paulo, com os projetos imaginados pela prefeitura.

Ela afirma ter incluído nos cadernos �?instrumentos que visam a redução de inundações e alagamentos na cidade �?algumas SbN descentralizadas e reservatórios anfíbios, evitando a alternativa dos piscinões de concreto. Cita como exemplo o caso previsto para o Vale do Anhangabaú, onde foram projetados poços de infiltração �?instrumento que em muitas cidades é obrigatório para aprovação da planta do imóvel a ser construído �? terraços de chuva e biovaletas na avenida 9 de Julho, que passa ao lado.

Um dos projetos atuais da pesquisadora é a investigação de como lidar com os efeitos das mudanças climáticas em áreas periféricas das cidades. “Que tipo de projeto é passível de ser aplicado em favelas, muitas delas situadas em fundos de vale? Como transpor a ideia das cidades-esponja, que têm grandes áreas de recuperação, para uma de alta densidade construtiva?�? pondera Sandre, que atuou como consultora do programa Periferia Viva �?Urbanização de Favelas, previsto para ser lançado em breve pelo governo federal.

Para Pellegrino, da USP, embora seja uma tarefa desafiadora, é possível fazer de São Paulo uma cidade mais esponjosa, mesmo com as áreas de várzea dos rios Tietê e Pinheiros urbanizadas. “Há um cardápio de opções, uma multiplicidade de elementos em várias escalas que podem ser usados na cidade. Cabe ao governo municipal, aos empreendedores e à população avaliar que soluções são essas e onde é possível encaixá-las�? afirma. “A ideia é não levar rapidamente e concentrar as águas nos pontos baixos. Mesmo nas antigas várzeas dos rios existem espaços que podem ser aproveitados para retenção, como canteiros, praças, parques e estacionamentos.�?/p>

Apesar de projetos pontuais em São Paulo adotarem soluções baseadas na natureza e de retenção da velocidade das águas, o movimento das obras vai na direção contrária e a infraestrutura cinza prevalece. “Conduzir as águas acelerando ladeira abaixo só aumenta a bola de neve. Essa visão ainda prevalece�? comenta Pellegrino. Rolnik, da FAU-USP, concorda. “O plano diretor de São Paulo, aprovado no ano passado, não privilegia as soluções baseadas na natureza. O complexo imobiliário-financeiro define o tipo de produto imobiliário que será feito na cidade e o político-empreiteiro define a natureza das obras públicas e das intervenções�? afirma.

Os especialistas ressaltam a importância de reverter esse cenário, já que a capital paulista se situa em áreas de cabeceira da bacia do rio Tietê, com uma complexa rede hidrológica, formada por mais de 1.500 quilômetros de pequenos córregos, parte deles canalizados e cobertos. Mesmo assim, defendem, há oportunidades de intervenção, especialmente considerando a necessidade de urbanizar favelas, muitas delas ocupando margens de rios e córregos.

“O conceito de cidade-esponja é muito importante em vários aspectos para conter inundações na Região Metropolitana de São Paulo, especialmente na capital e no ABC paulista�? diz Travassos, da UFABC, primeira autora de um artigo sobre o tema publicado em Frontiers in Sustainable Cities, em 2022. “�?essencial trabalhar com a ideia de uma cidade-esponja que seja um híbrido entre soluções verdes e cinza, abrangendo desde pequenos reservatórios nos imóveis até os parques lineares, nas áreas de preservação permanente, em rios e córregos. Para isso, será necessário haver uma articulação com projetos de habitação de interesse social.�?/p>

Projeto
Territórios da água: Programa de Conservação e Recuperação de Áreas de Preservação Permanente no Município de São Paulo (n^o 23/10072-0); Modalidade Pesquisa em Políticas Públicas; Pesquisadora responsável Luciana Rodrigues Fagnoni Costa Travassos (UFABC); Investimento R$ 693.704,91.

Artigos científicos
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MENEZES, L. et al. Cidades-esponja e suas técnicas compensatórias: Uma revisão sistemática de literatura. Research Society and Development. jul. 2022.
CHIKHI, F. et al. Review of sponge city implementation in China: Performance and policy. Water Science & Technology. v. 88, n. 10, p. 2499-520. nov. 2023.
GONDIM, F. et al. Jardins de chuva: Atualizações sobre a técnica a partir de uma revisão sistemática. Mix Sustentável. v. 9, n. 5, p. 201-15. out. 2023.
TRAVASSOS, L. e MOMM, S. Urban river interventions in São Paulo municipality (Brazil): the challenge of ensuring justice in sociotechnical transitions. Frontiers in Sustainable Cities. 14 jan. 2022.

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Em 10 ou 20 anos, caso novas variedades de cafeeiros não ocupem o lugar das atuais, talvez o café produzido no Brasil seja mais amargo, ácido e adstringente. Essa é a conclusão a que se chega a partir de ensaios feitos no Instituto de Pesquisas Ambientais (IPA), de São Paulo, em câmaras que simulam o clima das próximas décadas, com mais gás carbônico (CO�? na atmosfera e menos água no solo do que hoje. “Com mais CO�? os cafeeiros poderão fazer mais fotossíntese e ficar mais altos, mas talvez produzam menos frutos�? cogita Douglas Domingues, da USP, que participou dos experimentos, descritos em julho de 2022 na revista científica Plants.

É plausível pensar também que as regiões de plantio sejam outras �?atualmente, os maiores produtores são Minas Gerais, com quase metade da produção, Espírito Santo, São Paulo, Bahia, Rondônia e Paraná. O canéfora suporta temperaturas mais altas, mas o arábica é mais sensível.

De acordo com simulações de pesquisadores da Universidade Federal de Itajubá (Unifei), em Minas Gerais, detalhadas em janeiro na Science of the Total Environment, entre 35% e 75% das terras hoje ocupadas por cafezais podem se tornar inapropriadas, por causa das alterações no clima, até o final do século, motivando a busca por terras mais altas e mais frias.

Estudos da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) indicaram que as áreas dos cafezais podem encolher, restringindo-se às mais altas do Sudeste, além de ganhar novas terras, ao sul do país, inclusive no Rio Grande do Sul, onde hoje é apenas consumido (ver Pesquisa FAPESP nº 198).

“Precisamos alertar os agricultores sobre como se proteger dos efeitos das mudanças climáticas�? comenta o engenheiro-agrônomo Celso Vegro, do Instituto de Economia Agrícola, de São Paulo. Uma das formas que ele tem estudado é o seguro rural, que cobre perdas decorrentes principalmente de fenômenos climáticos. Vegro verificou que menos de 15 mil dos cerca de 200 mil produtores rurais do estado de São Paulo já adotaram esse mecanismo contra as quebras de safras.

Quase três séculos de história no Brasil

Depois de ter sido descoberto na África �?o arábica na Etiópia, o conilon no Congo e o robusta na Guiné �? o café ganhou a Europa e seus territórios na América do Sul. Em 1727, a pedido do governo português, o oficial Francisco de Mello Palheta (1670-1750) contrabandeou da Guiana, então uma colônia francesa, as primeiras mudas para a cidade de Belém, que na época integrava o chamado estado do Maranhão e Grão-Pará.

“Aparentemente houve grande interesse pela cultura [de café], uma vez [que] se reportou, na alfândega do porto de Lisboa, em 1734, o desembarque de 3 mil arrobas de café provindas da Companhia Geral do Maranhão e Grão-Pará”, comenta Vegro em um artigo de janeiro de 2023 na Revista de Economia Agrícola.

Imagem: Alexandre Affonso/Revista Pesquisa FAPESP

Nos anos seguintes, as plantações se expandiram pelo nordeste brasileiro, rumo ao sul, chegando por volta de 1820 às terras férteis do Vale do Paraíba, entre os estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. Cantagalo e Vassouras, no Rio, e Areias e Bananal, em São Paulo, tornam-se nessa época grandes produtores, até entrar em declínio no final do século XIX, por causa do esgotamento do solo e da escassez de mão de obra escravizada, com o fim do sistema escravagista.

No século XX, os cafezais tomaram o espaço dos canaviais no estado de São Paulo, promovendo o crescimento e o enriquecimento de cidades como Campinas, Rio Claro, São Carlos e Ribeirão Preto. O largo do Café, o edifício Martinelli e a estação da Luz na capital paulista, a bolsa do Café em Santos e os casarões de muitas cidades e fazendas do interior expressam o auge da economia cafeeira, no início do século XX, quando o fruto era o principal produto da economia brasileira.

Se, por um lado, as plantações de café causaram a destruição de extensas áreas de florestas do interior paulista, por outro permitiram a acumulação de capital que promoveu a crescente industrialização do estado, a partir do início do século XX. De São Paulo, o café foi para Minas Gerais, Espírito Santo, Paraná, Bahia, Goiás e Mato Grosso.

Desde 2013, com variedades chamadas robustas amazônicos, desenvolvidas pela Embrapa a partir do banco de germoplasma do IAC, os produtores encontraram formas de cultivar café e manter a floresta nos estados de Rondônia e Amazonas (ver Pesquisa FAPESP nº 282).

A produção de café mobiliza 330 mil produtores em quase 2 mil dos 5.568 municípios brasileiros. Como em boa parte do sistema agropecuário brasileiro, na cafeicultura predominam propriedades menores, mas com a produção concentrada nas grandes unidades produtivas. A maior parte das propriedades rurais nas quais se cultiva café no Brasil é pequena (81% do total das unidades colhem até mil sacas por mês) e 95% da produção provêm das propriedades médias ou grandes.

Uma peculiaridade da economia cafeeira é o cooperativismo, com 97 cooperativas, responsáveis por 55% da produção nacional e 35% da exportação, de acordo com o Conselho Nacional do Café.

A reportagem acima foi publicada com o título �?strong>Os cafezais se movem�?na edição impressa nº 340, de junho de 2024.

Artigos científicos
DIAS, C. G. et al. Climate risks and vulnerabilities of the Arabica coffee in Brazil under current and future climates considering new CMIP6 models. Science of The Total Environment. v. 907, 167753. 10 jan. 2024.
LOBO, A. K. M. et al. Physiological and molecular responses of woody plants exposed to future atmospheric CO₂ levels under abiotic stresses. Plants. v. 11, n. 14, 1880. 20 jul. 2022.
VEGRO, C. L. R. A análise socioeconômica da lavoura cafeeira nos 80 anos do Instituto de Economia Agrícola (IEA): Um pot-pourri. Revista de Economia Agrícola. 2023.

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Um estudo coordenado por pesquisadores do Imperial College de Londres, no Reino Unido, com a coautoria de dois brasileiros, concluiu que as mudanças climáticas induzidas por atividades humanas e o fenômeno natural El Niño (aquecimento excessivo das águas do centro-leste do Pacífico equatorial) tornaram as chuvas extremas que caíram no Rio Grande do Sul entre o final de abril e o início de maio mais intensas e frequentes.

Segundo o trabalho, divulgado hoje (3/6) na forma de um relatório científico de 56 páginas, somente o aquecimento global fez com que a precipitação acumulada no estado nesse período fosse de 6% a 9% maior do que teria sido sem o aumento da temperatura do planeta. “O principal resultado do estudo foi que as mudanças climáticas dobraram a chance de eventos como esse de maio de 2024 no Rio Grande do Sul�? comenta a oceanógrafa Regina Rodrigues, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), uma das autoras da análise.

Nas condições atuais, em que o clima do planeta aqueceu, em média, cerca de 1,2 grau Celsius (ºC) em relação à temperatura do período pré-industrial (de meados do século XIX), as chuvas extremas que caíram ao longo de 10 dias em boa parte do Rio Grande do Sul são um evento previsto para se repetir a cada 100-250 anos. Se o aquecimento global atingir 2 ºC, o tempo de retorno para um episódio semelhante de pluviosidade acentuada será de apenas 20-30 anos, de acordo com o estudo.

Entre 24 de abril e 4 de maio, choveu, em média, mais de 420 milímetros (mm) em boa parte do estado, o equivalente a três meses de precipitação. Porto Alegre e várias cidades gaúchas foram inundadas pelas águas de rios que transbordaram. Além de prejuízos materiais bilionários, até o dia 1º de junho, os alagamentos prolongados tinham provocado a morte de 171 pessoas e o desaparecimento de 43 indivíduos, além de terem produzido 580 mil desabrigados e levado quase 40 mil pessoas a viverem em abrigos provisórios.

O peso do El Niño, um fenômeno que ocorre a intervalos irregulares de dois a sete anos com implicações no clima de várias partes do planeta, foi levemente maior do que o das mudanças climáticas nas chuvas extremas em território gaúcho. Segundo o relatório, o aquecimento excessivo das águas do Pacífico equatorial fez com que a pluviosidade exacerbada no Rio Grande do Sul fosse de 3% a 10% mais intensa e aumentou de duas a cinco vezes a probabilidade de esse tipo de evento extremo ocorrer. “As mudanças climáticas estão amplificando o impacto do El Niño no Sul do Brasil e tornando um evento que era extremamente raro mais frequente e intenso�? comenta Rodrigues.

O trabalho do grupo do Imperial College, coordenado pela climatologista alemã Friederike Otto, faz parte de uma nova linhagem de estudos que tentam identificar se um evento extremo recém-ocorrido, como uma onda de calor severa ou uma chuva exagerada, foi amplificado pelo aquecimento global ou representa apenas uma variabilidade natural do clima. São os chamados estudos de atribuição climática, que passaram a ser feitos no início da década passada. Otto é a principal expoente da área.

Esse tipo de análise é feito logo em seguida à ocorrência de eventos extremos, quando a opinião pública ainda está focada nas consequências de um desastre climático, e não costuma ser publicado em periódicos com revisão por pares. “Já existe toda uma metodologia pronta, publicada em revistas científicas e validada por seus pares, para a realização dos estudos de atribuição�? explica o climatologista Lincoln Muniz Alves, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), também coautor do novo trabalho sobre as chuvas extremas no Rio Grande do Sul.

Grosso modo, os estudos de atribuição chegam às suas conclusões por meio da análise dos resultados obtidos por vários modelos climáticos computacionais. Esses sistemas, que tentam reproduzir a dinâmica do clima na Terra, estimam a intensidade e a probabilidade de um evento extremo ocorrer em duas condições distintas: no cenário atual, com emissões de gases de efeito estufa que levaram ao nível atual de aquecimento global, e no período pré-industrial, antes do aparecimento das mudanças climáticas induzidas pelo homem. Dessa forma, é possível identificar e até quantificar o peso da mão humana em eventos extremos.

No caso específico do estudo sobre as chuvas de abril/maio no Sul, também foi simulada a influência da presença e da ausência do El Niño sobre a intensidade e a frequência da pluviosidade. “O destaque deste trabalho, como nos demais de atribuição, é a comprovação do sinal da mudança do clima no evento�? diz Muniz Alves. “Nem todo evento extremo, seja na sua magnitude ou frequência, pode ser atribuído à mudança do clima. Por isso, é importante fazer esse tipo de análise.�?/p>

O estudo ainda destaca que as chuvas no território gaúcho produziram um grande desastre porque os sistemas de barragem e contenção das águas no estado falharam em seu objetivo. O desflorestamento e a urbanização rápida de certas áreas, como no entorno de Porto Alegre, também aumentaram o impacto das chuvas.

Relatório
Climate change. El Niño and infrastructure failures behind massive floods in southern Brazil.

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Dois monumentais vazamentos de resíduos de mineração no estado de Minas Gerais �?um de 34 milhões de metros cúbicos (m³) de uma barragem da Samarco em Mariana, em 2015, e outro de 12 milhões de m³ da Vale em Brumadinho, em 2019 �?obrigaram mineradoras e motivaram startups e universidades a acelerar a procura por novos usos e destinações dos rejeitos da extração, principalmente de minério de ferro. Anos depois, resultados, ainda tímidos, começam a aparecer na forma de telhas, tijolos, pavimentos, madeira plástica e fertilizantes para agricultura produzidos à base de rejeitos minerais.

A busca por alternativas foi impulsionada pela aprovação de uma lei federal, de nº 14.066, em 2020, que proíbe a instalação de barragens de rejeitos a montante, como as que se romperam em Mariana e Brumadinho. Erguida com diques de contenção apoiados em camadas sobrepostas de resíduos, esse tipo de barragem é mais simples e de menor custo, mas também mais vulnerável a rupturas.

Para o engenheiro de produção Bruno Milanez, da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), uma possibilidade é usar esse material para cobrir as cavidades formadas pela mineração, o chamado backfilling. “Trata-se de um método mais sofisticado e de custo mais alto que as barragens de contenção de rejeitos, mas traz maior segurança e aumenta a possibilidade de recuperação da área explorada�? comenta.

A técnica foi adotada a partir do final dos anos 1990 na exploração de prata, chumbo, ferro, carvão, ouro, zinco e cobre em países como Austrália, China, Estados Unidos e Canadá. Sua grande vantagem é prover mais estabilidade a minas subterrâneas. A desvantagem é que, se não for bem-feita, pode contaminar reservatórios de água no subsolo. E precisa ser bem planejada para não atrasar a mineração.

Outro método já em uso é o empilhamento a seco dos resíduos, após retirada da umidade. Antes de adotá-lo, a mineradora deve elaborar um projeto técnico que leve em conta a topografia do terreno, a capacidade de armazenamento e a segurança do ambiente. Embora mais segura do que as barragens de rejeitos, explica Milanez, a técnica não é isenta de risco. “Em janeiro de 2022, uma pilha desse tipo da mineradora Vallourec desabou dentro de um dique de contenção de água localizado perto dela. A água transbordou, invadiu e interditou por dois dias a rodovia BR-�?40, que liga Minas Gerais ao Rio de Janeiro�? relata o especialista.

Fábrica de blocos da Vale que usa como matéria-prima a areia gerada no processo de extração. Imagem: Beto Rocha.

40% da produção

O Brasil é o segundo maior fornecedor mundial de minério de ferro, com uma produção bruta anual de quase 600 milhões de toneladas (t), dos quais 430 milhões de t foram beneficiados, segundo o Anuário Mineral Brasileiro, de 2022. Beneficiamento é a etapa de remoção de impurezas e de concentração do teor de ferro no minério.

Do peso total de minério beneficiado, os rejeitos �?essencialmente areia, óxidos e hidróxidos de ferro não retidos nessa etapa �?podem representar uma proporção variável de até 40%, de acordo com a qualidade da matéria-prima e a eficiência do processo de beneficiamento. O Brasil gera por ano entre 86 milhões e 172 milhões de t de rejeitos da produção de ferro.

Maior mineradora do país, a Vale foi responsável pela produção de 321,2 milhões de t de minério de ferro em 2023, sendo que o volume de rejeitos atingiu 48,6 milhões de t, o equivalente a 15% do total. “Desde 2014, investimos em pesquisa no Brasil para encontrar soluções para o reaproveitamento da areia proveniente do processamento do minério de ferro com o objetivo de reduzir a geração de rejeitos�? informa Tatiana Teixeira, gerente de Novos Negócios da empresa.

Em 2020, a mineradora inaugurou uma fábrica de blocos que utiliza como matéria-prima a areia gerada no processo de extração. “Desde 2021, foi destinado ao setor da construção civil e a projetos de pavimentação rodoviária cerca de 1,9 milhão de toneladas do produto�? diz Teixeira. No ano passado, a Vale criou uma empresa, batizada de Agera, para comercializar e distribuir a areia, chamada pela empresa de sustentável.

A mineradora investiu US$ 24 milhões nos últimos 10 anos em pesquisa e desenvolvimento de soluções para reaproveitamento de rejeitos de minério de ferro. Entre 2019 e 2021, ela destinou US$ 1,2 bilhão a sistemas de filtragem e empilhamento a seco. Em 2023, as receitas líquidas da empresa somaram US$ 41,78 bilhões.

Carregamento de areia recuperada de rejeitos minerais no centro de distribuição da Agera. Imagem: Fernando Piancastelli�? Agera

A Samarco gerou cerca de 20 milhões de t de rejeitos no ano passado. Segundo o especialista em inovação da Samarco Marcos Gomes Vieira, desde dezembro de 2020 a empresa investe em tecnologias para uma mineração mais segura e que agrida menos o ambiente. “Temos sistemas de filtragem que permitem o empilhamento a seco de até 80% dos rejeitos�? afirma. A mineradora também tem desenvolvido projetos para o futuro próximo, entre eles um que busca o emprego de parcela do rejeito arenoso como insumo para fabricação de concreto.

Nova tecnologias no mercado

Apesar das possibilidades de aproveitamento, no Brasil, bem como em outros países, uma parcela ínfima dos rejeitos de mineração está se transformando efetivamente em produto. “A partir das pesquisas feitas nos últimos anos, temos tentado levar novas tecnologias [que utilizam rejeitos de mineração] ao mercado�? conta o químico Rochel Montero Lago, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) para a Valoração de Resíduos e Materiais Renováveis (Midas), criado em 2017.

No ano seguinte, a fim de conectar o conhecimento acadêmico às empresas, a UFMG e o Centro de Inovação e Tecnologia do Serviço Nacional da Indústria (Senai) de Belo Horizonte criaram, com apoio financeiro do INCT Midas, o Centro de Escalonamento de Tecnologias e Modelagem de Negócios (Escalab), também sob coordenação de Lago.

Uma das iniciativas nessa área é conduzida pela empresa mineira Geeco Materiais e Engenharia, criada em 2019. “Tivemos apoio da universidade e de vários professores durante o processo de desenvolvimento�? conta a química Caroline Prates, atual diretora de Tecnologia do empreendimento.

O projeto da Geeco �?a produção e instalação experimental de blocos e revestimentos com rejeitos �?foi um dos destaques do e-book Práticas em circularidade no setor mineral, uma coletânea de projetos apoiados pelas mineradoras publicada pelo Instituto Brasileiro de Mineração (Ibram), em 2022. Nesse mesmo ano, a startup foi selecionada para participar do Mining Hub, programa de inovação aberta criado pelo Ibram e pelas mineradoras em 2019, que reúne grandes empresas do setor, companhias fornecedoras e startups.

Sediada em Pedro Leopoldo (MG), a Geeco faz projetos com mineradoras e construtoras para reaproveitamento de resíduos, transformados em materiais chamados geopolímeros. Uma de suas aplicações é substituir em até 100% o cimento comum portland, com redução da emissão de gás carbônico em comparação com o cimento tradicional.

Plantio experimental de taboa para descontaminação do solo na foz do rio Doce (ES). Imagem: Esalq-USP

Na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), a equipe liderada pelo engenheiro-agrônomo Tiago Osório Ferreira pesquisa potenciais usos dos rejeitos de mineração na agricultura. Um de seus projetos avalia a utilização de resíduos de mineração de ferro como matéria-prima para elaboração de condicionadores de solos, também chamados de soil amendments. Diferentemente dos corretivos, os condicionadores não visam apenas o fornecimento de nutrientes, mas melhoram a capacidade do solo de reter água, matéria orgânica e nutrientes, facilitando o crescimento das plantas.

Quando contaminados, os rejeitos de mineração podem ser um risco para o ambiente. Em busca de formas para remediar a contaminação do rio Doce decorrente da liberação de rejeitos após o rompimento da barragem de Fundão, da Samarco, uma integrante do grupo da Esalq, a engenheira-agrônoma Amanda Duim Ferreira, em sua pesquisa de doutorado, concluída em 2024, verificou que a planta taboa (Typha domingensis) colonizou parte da região e tem potencial para descontaminação do solo, como detalhado em artigos publicados na Journal of Hazardous Materials em abril de 2022 e na Journal of Cleaner Production, em setembro de 2022. Com base nos resultados, o grupo da Esalq cultivou a taboa sobre rejeitos de mineração e verificou um aumento na remoção de ferro.

Apesar das possibilidades de aproveitamento, uma parcela ínfima de rejeitos está se transformando em produto

Graduado em direito, Ottavio Carmignano, sócio da mineradora Pedras Congonhas, de Nova Lima, na Região Metropolitana de Belo Horizonte, encontrou 95 patentes relacionadas ao aproveitamento de rejeitos de minério de ferro, depositadas no Brasil e em países com tradição em mineração, como detalhado em um artigo de outubro de 2021 na revista científica Journal of the Brazilian Chemical Society. “A maioria dos projetos está em fase preliminar, em escala de laboratório�? observa. Um dos gargalos, lembra Carmignano, é o logístico: a distância entre as minas e os mercados consumidores poderia encarecer os produtos feitos à base de rejeitos.

Outro é o preço. “A madeira plástica, feita com rejeitos de barragens, que estudei no meu doutorado sobre inovação tecnológica, pode durar até 100 vezes mais que a madeira comum. No entanto, como é 10 vezes mais cara, por causa do processo de produção, o mercado não aceita, pois está sempre procurando o menor preço.�?/p>

Milanez, da UFJF, reconhece a importância de iniciativas que buscam transformar rejeitos minerais em produtos. O engenheiro pondera que, como os novos produtos não serão suficientes para absorver a enorme quantidade de resíduos produzidos e já estocados nas barragens, ainda é necessário produzir menos resíduos e tornar mais seguro o material que não será transformado em outros produtos.

A reportagem acima foi publicada com o título “O desafio dos rejeitos�?na edição impressa nº 339, de maio de 2024.

Projetos
1. Rejeitos de mineração de ferro para elaboração de soil amendments e smart-C soils: Agricultura inteligente no combate às mudanças climáticas e à degradação de solos (nº 23/02429-6); Modalidade Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais; Pesquisador responsável Tiago Osório Ferreira (USP); Investimento R$ 472.168,02.
2. Plantas estuarinas e seu controle na biogeoquímica de metais em solos impactados pelo “desastre de Mariana�?(nº 19/14800-5); Modalidade Bolsa de Doutorado; Pesquisador responsável Tiago Osório Ferreira (USP); Beneficiária Amanda Duim Ferreira; Investimento R$ 342.424,08.
3. “Desastre de Mariana�? Diagnóstico de contaminação, estratégias de remediação e reaproveitamento de rejeitos de minério de ferro (nº 22/12966-6); Modalidade Auxílio Regular à Pesquisa; Pesquisador responsável Tiago Osório Ferreira (USP); Investimento R$ 256.154,71.

Artigos científicos
CARMIGNANO, O. R. et al. Iron ore tailings: Characterization and applications. Journal of the Brazilian Chemical Society. v. 32, n. 10. out. 2021.
FERREIRA, A. D. et al. Iron hazard in an impacted estuary: Contrasting controls of plants and implications to phytoremediation. Journal of Hazardous Materials. v. 428, 128216. 15 abr. 2022.
FERREIRA, A. D. et al. Screening for natural manganese scavengers: Divergent phytoremediation potentials of wetland plants. Journal of Cleaner Production. v. 365, 132811. 10 set. 2022.

Livros
MEDEIROS, K. A. (coord.). Anuário Mineral Brasileiro: principais substâncias metálicas. Brasília: ANM, 2023.
RODRIGUES, C. de P. et al. (orgs.). Práticas em circularidade no setor mineral. Brasília: Ibram, 2022.

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Em maio de 2023, uma flor branca nos manguezais de Cubatão, no estuário da Baixada Santista, litoral paulista, chamou a atenção dos biólogos Geraldo Eysink e Edmar Hatamura, da empresa de gestão ambiental HC₂ Holambra Capturing Carbon. Em 30 anos de trabalho de campo nessa área, nunca tinham visto aquela planta antes. Eles coletaram amostras e, com a colaboração da oceanógrafa Yara Schaeffer Novelli, da Universidade de São Paulo (USP), especialista nesse tipo de ambiente, identificaram como uma espécie nativa de manguezais do sul asiático, Sonneratia apetala.

Nos meses seguintes, em uma área de manguezal do município de Cubatão em regeneração com 15,5 quilômetros quadrados (km²), os biólogos encontraram 80 S. apetala com até 12 metros de altura, quatro vezes mais altas que as nativas. É o primeiro registro dessa espécie nas Américas, descrito em fevereiro na Biota Neotropica.

Com até 12 metros de altura, a árvore nativa da Índia se destaca na paisagem. Imagem: Edmar Hatamura

Segundo Hatamura, em avaliações mais recentes, a quantidade de árvores localizadas já supera 250, mas poderia ser ainda bem maior, já que estão sendo localizados novos exemplares a cada ida a campo.

Nativa da Índia, S. apetala foi introduzida na China para a regeneração de manguezais. De acordo com os biólogos, as sementes podem ter vindo com a água de lastro dos navios, que permite o equilíbrio dos cargueiros, sendo liberadas nos arredores do porto de Santos e carregadas estuário acima com a cheia da maré. De crescimento rápido, germinam e já começam a se reproduzir. Os pesquisadores encontraram exemplares com mais de 2 mil frutos, cada uma, em média, com 60 sementes.

“As instituições ambientais já foram alertadas, inclusive de outros estados como Paraná, que também tem um porto que recebe navios asiáticos, e os do norte e nordeste, onde se localizam as áreas mais vastas de manguezal�? diz Eysink.

Para evitar que se repita a experiência dos manguezais chineses, onde essa espécie suprimiu as nativas e dominou a paisagem, é preciso agir na eliminação da invasora. “Se cortar, rebrota. Estamos vendo com o Ibama [Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis] que alternativas poderiam ser usadas, inclusive o uso de herbicidas específicos, desde que não prejudiquem outras espécies�? explica Eysink.

“Os manguezais são berçários para muitas espécies de peixes, caranguejos, siris, ostras e mexilhões. Se S. apetala se alastrar, poderá prejudicar a reprodução de toda essa fauna e a vida de mais de 400 mil pescadores ao longo do litoral brasileiro.�?/p>

Os manguezais ocupam uma área de aproximadamente 14 mil km² ao longo da costa brasileira. O Ministério do Meio Ambiente e de Mudança do Clima (MMA) estima que o espaço ocupado por esse tipo de ambiente costeiro é 25% menor do que no começo do século XX.

Artigo científico
EYSINK, G. G. J. et al. First occurrence in mangroves of South America of the exotic species Sonneratia apetala Buch.-Ham. from the Indo-Malayan region. Biota Neotropica. v. 23, n. 4. e20231575. 5 fev. 2023.

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Texto: Agência Bori

Highlights

• Sete em cada dez tainhas apresentam fragmentos plásticos em seu sistema digestório em região de preservação ambiental de Cananéia (SP)
• 95% dos resíduos plásticos encontrados nos peixes são de microfibras de nylon usadas pela pesca local
• Riscos de contaminação de seres humanos que se alimentam das tainhas intensifica a necessidade de políticas para descarte adequado do plástico

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Em meados de 2022, o engenheiro-agrônomo Diego Siqueira reencontrou seu ex-colega da faculdade Diogo Barbieri, cada um à frente de suas próprias empresas de análises de solos, ambas instaladas em Jaboticabal, no interior paulista. Siqueira contou sobre seus avanços com os sensores de magnetismo, usados para identificar terras apropriadas para plantar cafés especiais, e propôs ao colega usar a mesma técnica em canaviais, abundantes na região norte do estado de São Paulo, onde vivem. Barbieri gostou da proposta, que acenava com a possibilidade de ampliar seus negócios com a oferta de testes com custos menores que os resultantes de reações químicas, adotados até então.

Sensores de magnetismo e outros equipamentos, como satélites, drones e espectrofotômetros �?aparelhos que medem a intensidade de luz absorvida e refletida por determinado material �? fazem uma espécie de radiografia do solo, diferenciam solos aparentemente iguais e motivam agricultores a aprimorar os cuidados com suas terras.

Mas também expõem problemas, como perdas de água e nutrientes do solo, e, por vezes, sua fragilidade. Siqueira exemplifica: as nuvens vermelhas de terra que em setembro de 2021 assustaram os moradores de cidades do norte e oeste paulista se formaram porque ventos fortes varreram áreas com solos expostos, com baixa umidade e sem os minerais que favorecem sua agregação e evitam sua dispersão.

Ímã atrai nanopartículas de minerais magnéticos do solo. Imagem: Vídeo Ecossistemas de Inovação: A Revolução Agro

Siqueira �?desde 2019 coproprietário da Quanticum (ver Pesquisa FAPESP nº 299) �?e Barbieri �?desde 2008 um dos sócios da Athenas �?fizeram mestrado e doutorado com o também engenheiro-agrônomo José Marques Júnior, coordenador de um laboratório de caracterização do solo na Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Jaboticabal. Marques Júnior começou em 2006 a aprimorar a técnica de identificação de minerais do solo, como maghemita e magnetita, ambas formadas por óxido de ferro, com propriedades magnéticas.

O grupo da Unesp se apoiou nos estudos feitos no início dos anos 2000 pelo agrônomo espanhol José Torrent, da Universidade de Córdoba, na Espanha, que aplicou sensores de magnetismo e de cor para identificar óxidos de ferro, a partir dos conceitos do químico alemão Udo Schwertmann (1927-2016). Esses minerais definem não apenas os tons de vermelho, mas também a agregação do solo; em contrapartida, os solos arenosos e amarelados, pobres nesses compostos, são pouco compactos.

“Como a cor, o magnetismo sinaliza interações complexas, que determinam a capacidade do solo de reter água e nutrientes�? diz Marques Júnior. “Com os sensores magnéticos, que hoje são pouco maiores que um celular, conseguimos determinar, em campo, os teores de maghemita e de fósforo com mais de 80% de precisão e de matéria orgânica com 75%.�?/p>

O mapeamento das irregularidades do solo pode conter processos erosivos como este, em Mato Grosso. Imagem: Claudio Lucas Capeche�? Embrapa Solos

Com sua equipe, Marques Júnior analisou os teores de óxido de ferro de 42 amostras de latossolo, um dos 13 tipos básicos, em duas áreas de cultivo de cana-de-açúcar com colheita mecânica em Guatapará e Guariba, municípios próximos a Ribeirão Preto. Mesmo com histórias geológicas similares, os solos apresentaram uma variação de 10 vezes na proporção de óxido de ferro, de 22 gramas por quilograma (g/kg) a 253 g/kg. Nesse estudo, detalhado em agosto de 2015 na revista Geoderma Regional, a análise da cor do solo, chamada de espectroscopia de refletância, mostrou-se capaz de registrar teores de óxido de ferro cristalino abaixo de 5%, além de fornecer os resultados em 20 minutos, enquanto a difração de raio X, também utilizada, demorava 55 horas.

Em outro trabalho, publicado em 2022 na Scientia Agricola, uma análise de 88 amostras de solos mostrou que as áreas cultivadas de cana-de-açúcar em Luiz Antônio, também na região centro-norte paulista, com teores mais altos de óxido de ferro apresentavam maior potencial para a produção de açúcar e álcool.

“Depois de 40 anos de pesquisas nessa área, ainda faltam mapas oficiais, detalhados e atualizados, mas já temos um conhecimento relativamente satisfatório da variação de solos brasileiros�? diz Marques Júnior.

Com outros especialistas da Escola Superior de Agronomia Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), da Unesp e de centros de pesquisa da França e da Austrália, ele participou de um mapeamento nacional que identificou solos mais ricos em óxido de ferro no Paraná, Pará, em São Paulo, Mato Grosso e Goiás.

Imagem: Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

“Solos com maior teor de ferro possuem as melhores características físicas, como boa infiltração de água, consistência e agregação�? comenta. Os resultados desse mapeamento, fundamentados na análise de 30.344 amostras de todo o país, foram detalhados em abril de 2023 na Geoderma.

Drones

Quanto mais detalhes os mapeamentos revelam, maiores são as possibilidades de melhorar a produtividade agrícola. Em uma área experimental de cana-de-açúcar no interior paulista, o engenheiro-agrônomo José Eduardo Corá, também da Unesp de Jaboticabal, detectou as áreas que precisavam de doses maiores ou menores de adubo nitrogenado com base nas imagens produzidas pelas câmeras de um drone que sobrevoou a plantação.

“O sensor multiespectral, com câmeras fotográficas adaptadas, capazes de gerar imagens de um mesmo objeto com diferentes comprimentos de ondas eletromagnéticas, mostra o que o olho humano não consegue enxergar�? comenta. Segundo ele, ao conhecer as interações da planta com o solo e os efeitos de pragas e do clima, os agricultores podem intervir antes que os eventuais problemas se agravem, assim economizando tempo e dinheiro. Já adotada por produtores nos Estados Unidos e de modo incipiente no Brasil, essa técnica indicou também áreas com solos compactados, que limitavam o crescimento da cana-de-açúcar.

Outro exemplo vem de um estudo de setembro de 2023 publicado na Revista Ciência Agronômica. Um grupo de pesquisadores das universidades federais do Rio Grande do Sul (UFRGS) e de Goiás (UFG) e do Instituto Federal Goiano, em Rio Verde, usou um drone dotado de uma câmera com 12 bandas (faixas de comprimentos de ondas eletromagnéticas) e identificou áreas do solo com nematoides, pragas comuns nas plantações de soja.

O Brasil já fabrica drones empregados na dispersão de herbicidas. Imagem: Vídeo Ecossistemas de Inovação: A Revolução Agro

Para dar ao agricultor a opção de agir com mais precisão, a Cromai Tecnologias Agrícolas, sediada em São Paulo, desenvolveu um programa de inteligência artificial para processar imagens aéreas capturadas por drones e identificar, por exemplo, plantas daninhas em lavouras de cana-de-açúcar. “Os arquivos são compatíveis com a maior parte dos tratores e drones de pulverização: basta inseri-los no equipamento para fazer a aplicação nos locais corretos�? comentou o engenheiro mecatrônico Guilherme Barros Castro, diretor da empresa, à Agência FAPESP. Segundo ele, essa técnica, aprimorada por meio de projeto apoiado pelo programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe) da FAPESP, permite a aplicação de herbicida apenas onde for necessário, com uma redução de 65% nos custos e menor impacto ambiental.

Na Esalq, o engenheiro-agrônomo José Alexandre Demattê caracteriza solos usando sensores de satélite, que podem diferenciar solos de acordo com as cores que refletem �?cada tipo de solo tem uma cor, por refletir a luz de modo distinto. Variações da cor indicam mudanças na composição ou na proporção entre minerais, matéria orgânica, microrganismos, água e ar, os elementos básicos dos solos.

Os pesquisadores examinaram imagens produzidas pelos satélites norte-americanos Landsat de 1982 a 2019, com resolução de 30 metros quadrados (m2), de uma área de 735 mil quilômetros quadrados (km2) de sete unidades da federação �?Distrito Federal, Goiás, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Paraná e São Paulo. Como detalhado em um artigo publicado em julho de 2023 na Scientific Reports, a técnica do infravermelho, que detecta uma faixa de luz não visível, indicou que 14% das terras ocupadas por pastagem ou soja eram de nascentes ou áreas úmidas, cobertas para aumentar o espaço economicamente útil.

“A legislação ambiental determina que as fontes ou reservas de água têm de ser preservadas e não podem ser cobertas�? ele comenta. Essa, por sinal, é uma recomendação sobre conservação de solos que ele dá quando conversa com funcionários de órgãos públicos, de cooperativas de produtores rurais e de empresas da região de Piracicaba.

Minerais puros encontrados em solos do Brasil, do acervo da Unesp de Jaboticabal. Imagem: José Marques Júnior�? UNESP

Com imagens dos Landsat de 1985 a 2020, o engenheiro-agrônomo Rodnei Rizzo, da Esalq, examinou outro problema, a erosão, fenômeno natural causado pela chuva e intensificado pela transformação de áreas de vegetação nativa em plantio ou pastagem. De acordo com uma análise feita por pesquisadores da China, publicada em junho de 2022 na Environmental Science & Technology, a agricultura, que ocupa cerca de 11% da superfície mundial, responde por 50% da área de terra erodida. China, Índia, Estados Unidos e Brasil respondem por 65% da erosão do solo em áreas agrícolas.

“Quanto maior a erosão, menor a cobertura vegetal, maior a degradação e menor a fertilidade do solo�? comenta Rizzo. Demattê acrescenta: “No Brasil, as taxas de degradação do solo têm oscilado nos últimos 40 anos. Ainda é alta nas fronteiras agrícolas da região Norte, mas já está menor no Sudeste, com a intensificação do plantio direto sobre a palha e a colheita mecanizada da cana-de-açúcar�?

O grupo da USP participou de um mapeamento global que abarcou 38,5% da superfície da Terra, correspondente ao solo exposto, sem florestas, e 82,2% da área ocupada por agricultura, como detalhado em dezembro de 2023 na revista Remote Sensing of Environment. A análise da variação da cor ao longo do tempo se mostrou eficiente para detectar mudanças não apenas globais, mas também locais, na superfície do solo, que se torna mais brilhante quando perde a cobertura vegetal, como resultado da erosão. Demattê enfatiza: quanto mais um solo fica exposto, mais intensos os efeitos da temperatura, maior o risco de erosão e menor a produtividade.

“Com base no conhecimento detalhado do solo, conseguimos identificar áreas com diferentes potenciais gronômicos�? comenta um dos usuários das novas pesquisas, o engenheiro-agrônomo Luís Gustavo Teixeira, diretor agrícola e de tecnologia da São Martinho, uma das maiores produtoras nacionais de açúcar e etanol. Segundo ele, conhecer o teor de óxido de ferro ajuda a planejar melhor o uso do solo, de água, de fertilizantes e de herbicidas.

Entre os pequenos produtores, porém, Barbieri, da Athena, nota a resistência em fazer análises de solo, ainda que custem menos de R$ 80, e o ímpeto em usar fertilizantes, mesmo quando não são necessários. Mas ele também observa avanços nas práticas de conservação do solo. “Antes se pensava que, quanto mais curva de nível [platôs feitos em terrenos íngremes para reduzir a velocidade da água das chuvas e evitar a formação de enxurradas], melhor�? diz. “Hoje é exatamente o contrário. Quanto menos mexer no solo, melhor.�?/p>

Projetos
1. Uso de tecnologias de sensoriamento remoto, modelagem e mapas de produtividade visando aumento da eficiência na adubação nitrogenada em cana-de-açúcar (n^o 16/13461-4); Modalidade Projeto Temático; Programa Bioen; Pesquisador responsável José Eduardo Corá (Unesp); Investimento R$ 2.207.987,60.
2. Geotecnologias no mapeamento digital pedológico detalhado e biblioteca espectral de solos do Brasil: Desenvolvimento e aplicações (n^o 14/22262-0); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável José Alexandre Melo Demattê (USP); Investimento R$ 2.607.462,45.
3. Qualidade dos solos do Brasil via geotecnologias: Mapeamento, interpretação e aplicações agrícolas/ambientais: Um legado para a sociedade (n^o 21/05129-8); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável José Alexandre Melo Demattê (USP); Investimento R$ 1.123.028,90.
4. Qualidade das argilas e o magnetismo do solo: Ambientes de produção para cafeicultura tropical (n° 19/16421-1); Modalidade Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe); Programa eScience e Data Science; Pesquisador responsável Diego Silva Siqueira (Quanticum Tecnologia em Análises e Mapeamento); Investimento R$ 149.736,41.
5. Cromai e sistema de diagnóstico agrícola: Diagnóstico de maturação de café e de desenvolvimento das plantas em diferentes culturas a partir da análise da visão computacional (n^o 21/03663-7); Modalidade Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe); Pesquisador responsável Guilherme Barros Castro (Cromai Tecnologias Agrícolas); Investimento R$ 309.259,70.

Artigos científicos
ARANTES, B. H. T. et al. Detection of nematodes in soybean crop by drone. Revista Ciência Agronômica. v. 54, e20217810. set. 2023
BAHIA, A. S. R. de S. et al. Procedures using diffuse reflectance spectroscopy for estimating hematite and goethite in Oxisols of São Paulo, Brazil. Geoderma Regional. v. 5, p. 150-6. ago. 2015.
CATELAN, M. G. et al. Sugarcane yield and quality using soil magnetic susceptibility. Scientia Agricola. v. 79, n. 4, e20200329. 2022.
CUI, H. et al. Production-based and consumption-based accounting of global cropland soil erosion. Environmental Science & Technology. v. 56, n. 14, p. 10465�?3. 28 jun. 2022.
MELLO, F. A. O. et al. Remote sensing imagery detects hydromorphic soils hidden under agriculture system. Scientific Reports. v. 13, 10897. 5 jul. 2023.
RIZZO, R. et al. Remote sensing of the Earth’s soil color in space and time. Remote Sensing of Environment. v. 299, 113845. 15 dez. 2023.
ROSIN, N. A. et al. Mapping Brazilian soil mineralogy using proximal and remote sensing data. Geoderma. v. 432, 116414. abr. 2023.

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O afundamento do solo sobre minas subterrâneas de exploração de sal-gema, como o noticiado desde novembro em Maceió, pode começar de modo silencioso e suave �?apenas alguns milímetros por ano. É o que deve ter ocorrido na capital alagoana. Em um estudo publicado em abril de 2021 na revista Scientific Reports, pesquisadores do Centro Alemão de Pesquisas em Geociências (GFZ) e a Universidade de Hannover, ambos na Alemanha, argumentam que trechos de três bairros próximos à lagoa Mundaú �?Pinheiro, Mutange e Bebedouro �?já estariam cedendo desde 2004, embora sem chamar muito a atenção. As análises de imagens de satélite indicaram que o solo na região da mineração afundou cerca de 2 metros (m) de 2004 a 2020.

O geólogo Marcos Hartwig, da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes), chegou à conclusão similar à dos alemães: o solo de alguns pontos dessa região afundou 1 m entre 2016 e 2020, como detalhado em um artigo publicado em abril de 2023 na revista científica Acta Geotechnica, com a participação de pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e da Universidade de São Paulo (USP). “O afundamento é maior nas áreas próximas às minas, o que reforça a relação de causalidade�? afirma.

Por causa de tremores de terra e rachaduras em casas e ruas, órgãos públicos obrigaram cerca de 60 mil pessoas a deixar suas casas �?os primeiros moradores dos cinco bairros considerados áreas de risco começaram a sair ainda em 2019. Segundo a prefeitura de Maceió, em dezembro de 2023 a área com risco de afundamento correspondia a 3 km², quase 3% da área urbanizada do município.

O problema se agravou em dezembro de 2023, quando, em apenas 10 dias, o solo afundou cerca de 2 m sobre uma das 35 minas, a 18, já coberta pela água da lagoa Mundaú, até desmoronar.

Há no mundo pelo menos 50 relatos de afundamentos de solo em áreas urbanas devido à mineração de sal, nos Estados Unidos, no Canadá, na Europa e na Ásia. Um dos maiores ocorreu em Tuzla, na Bósnia e Herzegovina (BiH): o solo sobre uma mina afundou 12 metros, destruindo casas, prédios, redes de esgoto e linhas elétricas. A mina foi preenchida com água e fechada em 2006, mas em 2021 o solo continuava a ceder de 1 a 4 centímetros (cm) por ano.

cImagem: Deriky Pereira�? UFAL

Em Maceió, o afundamento, que os geólogos chamam de subsidência, tornou-se mais visível em 2018. Em 3 de março, ao voltar para seu apartamento, na capital alagoana, a economista Natallya Levino, da Universidade Federal de Alagoas (Ufal), soube pelo marido que o lustre da sala tinha tremido. Como eles, outros moradores do bairro de Pinheiro viram rachaduras se abrirem em suas casas e pelas ruas.

No mesmo dia, sismógrafos da Rede Sismográfica Brasileira, operados pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), registraram na região um raro tremor de terra de 2,4 graus de magnitude. O geofísico Anderson Farias do Nascimento, da UFRN, acompanhou a situação e ficou intrigado: “Maceió não costumava ter atividade sísmica tão intensa nem os efeitos relatados pelos moradores eram para ser tão fortes�?

Em maio de 2019, um relatório técnico do Serviço Geológico do Brasil (SGB), empresa pública vinculada ao Ministério de Minas e Energia, atribuiu o tremor intenso �?e os menores, que vieram depois �?ao desmoronamento subterrâneo ou à fusão de minas de sal-gema, matéria-prima para a fabricação de soda cáustica e plásticos, abertas e exploradas pela empresa petroquímica Braskem desde os anos 1970.

Com profundidade entre 800 m e 1.200 m, as minas devem ter provocado o afundamento do solo, concluiu o SGB com base em análises feitas alguns meses após o abalo, entre junho de 2018 e abril de 2019. Os resultados obrigaram a Braskem a interromper a exploração das minas e a preencher com areia ou cimento as que estivessem colapsando. Mas a terra continuou afundando.

“O que está acontecendo em Maceió é o que chamamos de sismicidade induzida, causada por ação humana, a exemplo da mineração�? diz Nascimento, que participou da análise dos tremores em um projeto de pesquisa feito com a equipe do SGB. “O sinal captado pelos equipamentos é diferente dos tremores de causa natural e indica uma energia liberada por desabamentos e colapsos de solo.�?/p>

Hartwig acrescenta que as cavidades causam o chamado desequilíbrio de tensões, que gera deformações nas camadas acima delas. Esse efeito pode atingir a superfície e causar rachaduras em ruas e prédios (ver infográfico). “Os deslocamentos do terreno se iniciam de modo sutil e aproximadamente linear e evoluem para movimentações aceleradas e irregulares�? comenta.

Ainda é incerto o papel de duas extensas falhas geológicas �?ruptura de um bloco de rocha �?paralelas à lagoa Mundaú. Os relatórios técnicos do SGB consideram que elas poderiam ter sido reativadas, contribuindo para a movimentação do solo, mas Hartwig e seu grupo descartaram a influência das falhas. Nascimento, porém, não desconsidera essa possibilidade: “Mesmo pequenas, as falhas podem ser o caminho para a água se infiltrar e causar a expansão e o colapso de algumas minas�?

Sem diálogo

Os pesquisadores têm ajudado a entender e a enfrentar esses problemas. “Os moradores dos bairros vizinhos da lagoa começaram a me chamar ainda em 2010 para ver rachaduras em algumas casas�? conta o engenheiro civil Abel Galindo Marques, professor aposentado da Ufal, especialista em fundações de edifícios e um dos autores do livro Rasgando a cortina de silêncios: O lado B da exploração do sal-gema de Maceió (Instituto Alagoas, 2022).

Ele conta que, pouco depois do tremor de 2018, participou de uma reunião no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia de Alagoas (Crea). “Quatro pessoas disseram que o tremor e as rachaduras não tinham nada a ver com as minas, que eu via como a causa desde 2017.�?Hartwig diz que, em 2022, pediu à Defesa Civil de Maceió acesso a dados de campo, que permitiriam análises mais consistentes. Como contrapartida, ofereceu um relatório e um treinamento para a equipe sobre interpretação de dados de satélite para monitoramento de deslocamentos de superfície. “Recebi apenas uma resposta genérica e a conversa não avançou�? lamenta.

No livro A cidade engolida (Pedro & João Editores, 2023), Levino e a engenheira Marcele Elisa Fontana, da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), reiteram: “A ausência de dados oficiais que possam nortear pesquisas e discussões tem limitado estudos mais aprofundados�? Depois dos tremores mais intensos, Levino, com colegas da Ufal e de outras universidades, criou um grupo no WhatsApp e mantém um site com estudos, vídeos e outros materiais sobre o afundamento dos bairros, além do canal no YouTube “Relatos de uma tragédia�? Ela também guarda uma frustração: “Nunca consegui nenhuma entrevista com a Braskem�? Procurados por Pesquisa FAPESP, o SGB informou que nenhum pesquisador poderia dar entrevista sobre o assunto e a Braskem não retornou.

A desocupação das casas dos bairros que estão afundando obrigou milhares de pessoas a mudar suas vidas, ainda que tenham recebido ou estejam negociando uma indenização da Braskem �?alguns precisaram se instalar em lugares distantes de onde viviam ou morar em cidades próximas, em busca de aluguéis mais baixos. A situaçao também implicou o fechamento de lojas, até mesmo em bairros vizinhos, a desativação de 10 linhas de ônibus e a paralisação da construção de uma linha de veículo leve sobre trilhos (VLT), de acordo com um artigo do grupo da Ufal, com pesquisadores de Pernambuco (UFPE) e de Brasília (UnB), publicado em setembro de 2023 na revista Logistics.

“Podem ocorrer outros tremores até a área se estabilizar�? prevê Hartwig. Sua previsão se apoia nos estudos descritos na década de 1940 pela geóloga norte-americana Ruth Doggett Terzaghi (1903-1992), que descreveu cinco estágios do afundamento do solo induzido por minas de exploração de sal como as de Maceió.

Os dois primeiros consistem em movimentos lentos e imperceptíveis, que podem durar décadas ou séculos. O terceiro dura alguns anos e forma depressões superficiais. O quarto compreende o colapso do solo e, em horas ou dias, a formação de crateras, que podem ser parcialmente preenchidas por água.

“Até novembro, estávamos no estágio 3, com um afundamento sutil e progressivo. Entramos no quarto estágio, quando os deslocamentos aceleraram muito e levaram à abertura de cavidades em superfície invadidas por água�? observa Hartwig. O último estágio seria marcado por movimentos do subsolo amenos e irregulares de acomodação.

Artigos científicos
VASSILEVA, M. et al. A decade-long silent ground subsidence hazard culminating in a metropolitan disaster in Maceió, Brazil. Scientific Reports. v. 11, 7704. 8 abr. 2021.
HARTWIG, M. E. et al. The significance of geological structures on the subsidence phenomenon at the Maceió salt dissolution field (Brazil). Acta Geotechnica. v. 18, p. 5551-73. 2023.
FONTANA, M. E. et al. Risk analysis of transport requalification projects in the urban mobility problem caused by a mining disaster. Logistics. 2023, v. 7, n. 3. 4 set. 2023.

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