Pesquisadores da UFPB desenvolvem método inovador para previsão diária de evapotranspiração no Brasil

Da agricultura à climatologia, quantificar a evapotranspiração, ou seja, a quantidade de água que o solo e as plantas perdem para atmosfera, desempenha papel essencial. Essa estimativa auxilia, por exemplo, no monitoramento da disponibilidade de água para uso humano e irrigação. Na atualidade, uma das principais formas de medir as taxas de evapotranspiração é pela obtenção de dados por meio de técnicas de sensoriamento remoto por satélite.

Um algoritmo desenvolvido por pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), o ESTIMET, representa um avanço significativo na área da medição da evapotranspiração. A solução proposta aprimora aspectos do modelo utilizado para gerar o produto MOD16 da NASA, que atualmente é um dos mais utilizados e fornece dados de Evapotranspiração global a cada 8 dias e com resolução 500 x 500 metros por pixel de imagem gerada, mas que enfrenta desafios devido à interferência de nuvens.

O modelo paraibano, a exemplo do da NASA, também considera dados de evapotranspiração estimados a partir de imagens de satélites, e de alguns dados meteorológicos auxiliares obtidos a partir de reanálise, no entanto, traz ganhos em desempenho e aplicabilidade.

Um ponto de vantagem na comparação entre ESTIMET e MOD16 está na oferta de dados com as estimativas diárias de evapotranspiração para todo o Brasil, enquanto o modelo da NASA fornece estimativas a cada 8 dias.

Com o ESTIMET os dados de evapotranspiração são fornecidos a partir de imagens (mapas) ou planilhas (dados pontuais), nas quais cada pixel representa uma área de 250 x 250 metros. E essa é outra vantagem do ESTIMET: esse novo modelo foi ajustado para reduzir a interferência de nuvens, comum em regiões tropicais, e para melhorar a resolução espacial, de um pixel para cada 500 metros, como ocorre no modelo da NASA, para 250 metros. Ou seja, com o modelo brasileiro as imagens são 4 vezes mais detalhadas que o modelo da NASA.

O ESTIMET é um modelo produzido a partir da ferramenta computacional Google Earth Engine. A criação é da doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental (PPGECAM) da UFPB, Cinthia de Abreu Claudino, sob orientação de Victor Hugo Rabelo Coelho, do Departamento de Geociências, Guillaume Francis Bertrand, professor visitante da UFPB, com vínculo com a Universidade de Marie e Louis Pasteur (França), e o professor Rodolfo Nóbrega, durante o doutorado sanduíche na Universidade de Bristol (Inglaterra).

A pesquisadora Cinthia Claudino comenta sobre a importância do novo modelo. “O principal diferencial do ESTIMET é sua capacidade de fornecer estimativas diárias e mais detalhadas da evapotranspiração, mesmo em condições de céu nublado, o que é comum em biomas tropicais. Isso representa um avanço significativo em relação ao modelo MOD16 original, que possui limitações em regiões com alta cobertura de nuvens e informações menos detalhadas e menos precisas desse componente do ciclo hidrológico. Com o ESTIMET, é possível obter informações mais precisas e frequentes, essenciais para o monitoramento ambiental e agrícola, bem como a gestão mais eficiente dos recursos hídricos”, disse a doutoranda.

Criado entre 2021 e 2025, o ESTIMET fornece dados anteriores, desde 2003 até a atualidade, de estimativas de evapotranspiração para todo o Brasil. “Conseguimos estimar a evapotranspiração a partir de 2003, pois o ESTIMET depende primordialmente de dados (imagens) de sensores a bordo de dois satélites da NASA (AQUA e TERRA), que iniciaram suas operações nesse período, entre 2002 e 2003”, explicou Cinthia.

A validação desse novo produto foi realizada para todos os biomas do Brasil, comparando os resultados obtidos pelo ESTIMET em duas décadas com dados obtidos por 14 torres de fluxo, que medem diretamente a evapotranspiração no campo por meio de monitoramento de fluxo de gases e energia entre ecossistemas e a atmosfera. Também foram considerados dados verificados em 25 bacias hidrográficas a partir do balanço hídrico, usando dados observados de chuva, escoamento superficial e outros.

Os dados de evapotranspiração do ESTIMET foram ainda comparados com as estimativas de outros produtos globais que também usavam imagens ou dados de satélites para estimar a evapotranspiração, como o MOD16 (produto da NASA), e mais dois outros produtos globais.

A validação mostrou que o ESTIMET foi capaz de melhorar para o Brasil a precisão da estimativa de evapotranspiração quando comparado aos concorrentes, com a vantagem de ter maior detalhe espacial e temporal. Dados da pesquisa foram publicados na revista Remote Sensing of Environment.

De acordo com os criadores, o ESTIMET é um modelo com usabilidade para diversos setores, como a agricultura, pois permite o monitoramento mais preciso e detalhado das necessidades hídricas das culturas, auxiliando na irrigação eficiente; a gestão de recursos hídricos, pois fornece dados essenciais para o planejamento e a gestão sustentável da água, especialmente em regiões vulneráveis, como as propensas à seca; e a pesquisa científica, pois contribui para estudos mais precisos e detalhados sobre o ciclo hidrológico, as mudanças climáticas e a conservação ambiental em biomas tropicais.

Os demais pesquisadores da UFPB envolvidos na criação do ESTIMET são lotados no Departamento de Geociências e no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, integrantes do Laboratório de Recursos Hídricos e Engenharia Ambiental (LARHENA), a exemplo do professor Cristiano Almeida.

Estiveram ainda envolvidos, como colaboradores, pesquisadores de outras instituições do Brasil e do exterior: Universidade Federal de Pernambuco, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Universidade Federal de Campina Grande, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Universidade de São Paulo, Universidade Federal do Agreste de Pernambuco, e Embrapa, que contribuíram com o fornecimento de dados observados das torres de fluxo para validação e revisão do modelo.

Também contribuíram com a revisão e edição do modelo e do artigo científico, bem como análise dos dados, pesquisadores da Universidade de Swansea (Reino Unido), Conselho Nacional de Pesquisa da Itália, Politécnica de Milão (Itália) e Universidade da Califórnia (Estados Unidos).

A pesquisa contou com financiamento da UFPB, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba (FAPESQ-PB), e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).