Como A EOSDA Monitora O Carbono Sequestrado Com IA E ML
O carbono orgânico do solo (SOC) é um processo físico e biológico que permite que o CO₂ seja capturado pelas plantas e transferido para a terra. O agronegócio se beneficia do carbono no solo de várias maneiras. Por exemplo, o carbono aumenta a produção de nutrientes. Além disso, o sequestro de carbono, quando medido, concede créditos de carbono às empresas agrícolas, que podem ser vendidos no mercado de carbono. Mas como monitorar as mudanças no carbono do solo de maneira econômica? É aqui que a tecnologia de sensoriamento remoto e monitoramento via satélite são úteis, pois soluções personalizadas como a Modelagem de Carbono Orgânico do Solo, alimentada pela EOS Data Analytics, podem ajudar a economizar até 90% nos custos de amostragem do solo.
Em 26 de março de 2024, a EOSDA realizou um webinar bem-sucedido sobre nossa nova solução personalizada, a modelagem SOC. Para aprofundar o tema, decidimos conversar com os palestrantes e aprender mais sobre a modelagem SOC. Oleksii Neskorovnyi, Analista de Negócios da EOSDA, e Regina Urazmanova, Gerente de Produto, revelaram como o modelo funciona, quais dados e ações são necessários para iniciar o processo, como o solo sequestra carbono e quais soluções personalizadas a EOSDA oferece para desenvolvedores de projetos de carbono que necessitam desse serviço.
Como O Modelo Realmente Funciona?
Oleksii Neskorovnyi: Desenvolvemos uma solução para avaliação do carbono orgânico do solo com dois modelos de aprendizado de máquina para aprimorá-lo ao longo do tempo. O primeiro modelo avalia a distribuição espacial do carbono orgânico do solo em termos de cobertura da terra, usando amostras de solo físico como base, sendo usado como referência para solicitar créditos de carbono. O segundo prevê mudanças no teor de carbono do solo ao longo do tempo, permitindo que as empresas agrícolas avaliem suas perspectivas futuras em termos de sequestro de carbono.
Nossa abordagem é baseada no RothC, um modelo que caracteriza a decomposição do carbono orgânico em solos superficiais sem encharcamento, considerando o tipo de solo, temperatura, níveis de umidade e cobertura vegetal . Para maior precisão, complementamos este modelo com parâmetros adicionais, incluindo características topográficas, fatores ecológicos e técnicas de manejo do solo. A EOSDA também aprimorou o modelo RothC, permitindo previsões de carbono para qualquer período típico de 20 anos, ao contrário da versão de código aberto limitada a previsões de 20 anos.
Como O Modelo Beneficia Nossos Clientes?
Regina Urazmanova: O principal benefício é que as empresas agrícolas podem gerar uma nova fonte de renda — créditos de carbono — enquanto economizam até 90% nas amostras de solo a partir da segunda amostragem. Outra vantagem é que o modelo simplifica o trabalho do cliente. O laboratório analisa as amostras de solo, e o cliente nos envia os resultados. Nós os processamos para calcular os níveis de carbono atuais e previstos. No final do processo, o cliente recebe um relatório ou um raster com os números de teor de carbono.
Oleksii Neskorovnyi: Utilizamos imagens de alta resolução e dados de código aberto de satélites Landsat, Sentinel e outros para nossa análise. Podemos usar uma resolução de dez metros por píxel para modelagem. Dados como peculiaridades do terreno e dados de entrada influenciam significativamente os resultados, pois a cobertura da terra e o relevo influenciam o nível de carbono e podem alterar os requisitos do modelo. Também fornecemos dados importantes para a gestão agrícola de precisão, começando com relatórios de zoneamento e clima e finalizando com análises de umidade do solo. Algumas dessas informações também são necessárias para o modelo SOC. A EOS Data Analytics se orgulha de fornecer relatórios precisos e oportunos com informações de qualidade para nossos clientes.
Regina Urazmanova: Em termos de reduzir os efeitos das mudanças climáticas, nosso modelo permite avaliar se as práticas de agricultura regenerativa estão funcionando corretamente. A conservação do solo e outras práticas diversificadas visam restaurar ecossistemas e mitigar os efeitos dos gases de efeito estufa no clima. Não devemos esquecer esse benefício inicial.
Que Dados Usamos Para Calcular O Sequestro De Carbono?
Regina Urazmanova: Para o modelo funcionar corretamente, usamos um conjunto de dados abrangente e até 140 outros preditores que podem ser utilizados. Incluem dados climáticos, dados ópticos e SAR de satélite, DEM (modelo digital de elevação) e seus parâmetros derivados, e informações sobre o solo.
O conjunto de dados deve abranger condições climáticas, características do solo e relevo, índices de vegetação e vários dados derivados de satélite, incluindo informações de cobertura da terra. Como somos uma empresa que trabalha com imagens de satélite, dependemos bastante de nossas próprias descobertas e relatórios, e a maioria dos dados vem de nós. Os dados dos clientes também são muito importantes para a modelagem, pois os dados reais do solo tornam o modelo mais preciso.
Como Iniciar O Processo De Obtenção De Créditos De Carbono?
Oleksii Neskorovnyi: Algumas empresas agrícolas assumem o papel de desenvolvedores de projetos de carbono ao iniciar o processo de sequestro de carbono, ingressando no mercado de créditos de carbono. Também existem empresas com o mesmo nome, desenvolvedores de projetos de carbono, que se especializam em práticas de sequestro de carbono. A amostragem do solo por vários anos deve ser o primeiro passo, e dados históricos, como amostras de anos anteriores, são suficientes para isso. É importante para o desenvolvedor de projeto de carbono entender que esse processo pode ser demorado, então é essencial estar preparado para o tempo necessário. As amostras de solo são enviadas ao laboratório, que precisa analisá-las, além do carbono e, como Regina mencionou, da quantidade de argila. Em seguida, os dados devem ser coletados de empresas como a EOSDA, que fornece serviços de monitoramento SOC.
Nossa equipe inicia o processo de modelagem de carbono do solo. Precisamos buscar, baixar ou processar conjuntos de dados iniciais para dados climáticos, tipo e composição do solo, modelo de terreno, dados de cobertura do solo ou uso da terra, dados de colheitas, amostras de solo, etc. Nesse processo, usamos fontes de dados abertas, dados governamentais, registros da plataforma, EOSDA Crop Monitoring do cliente em questão e informações fornecidas por ele. Podemos começar com a prova de conceito para uma área de 1.000 hectares ou 2.470 acres. O próximo passo é processar os dados, ajustar o modelo para o território onde ocorre a prova de conceito e calcular o carbono orgânico do solo.
Regina Urazmanova: Depois, passamos a calcular a distribuição espacial do SOC e a validar os resultados em relação às amostras de solo. Esta etapa é emocionante, pois é onde ocorre o trabalho mais crítico, incluindo calibrações do modelo para garantir que nossos resultados sejam os mais precisos possíveis. Opcionalmente, para os clientes que desejam previsões e querem economizar até 90% na próxima amostragem de solo, podemos refinar nossa análise ajustando o conteúdo com base nos preditores e na distribuição espacial usando o modelo RothC. Isso significa que podemos comparar a análise inicial das amostras de solo com as previsões futuras de carbono orgânico do solo para, por exemplo, estimar créditos de carbono potenciais para o cliente ou avaliar se as práticas de sequestro de carbono estão funcionando.
É essa fase de personalização e validação de nossas previsões que dá vida ao projeto, oferecendo dados concretos que podem impactar decisões reais. Em seguida, precisamos validar os resultados no período selecionado. A etapa final é preparar o relatório.
Como A EOSDA Analisa O Solo E O Modelo Já Foi Testado?
Oleksii Neskorovnyi: Primeiro, o laboratório local, que possui um conhecimento mais localizado sobre como e quando coletar as amostras e como avaliá-las adequadamente, concluirá a análise. Gostaria de enfatizar que as empresas agrícolas não precisam enviar as amostras para a EOS Data Analytics. Trabalhamos com relatórios prontos de tais instituições.
Em segundo lugar, as amostras de solo exigidas pelo nosso modelo devem conter teor de argila. A argila tem uma grande área de superfície carregada negativamente, permitindo que ela atraia e retenha água e nutrientes. Essa propriedade influencia os níveis de umidade do solo, afetando a atividade microbiana e a decomposição da matéria orgânica, ambos centrais para a dinâmica do SOC. Além disso, a argila desempenha um papel na proteção da matéria orgânica da decomposição por meio de processos como proteção física e estabilização química. Essa estabilidade afeta a taxa de decomposição da matéria orgânica e, em última análise, impacta os níveis de SOC. Por essa razão, observamos de perto o teor de argila nas amostras de solo. A quantidade mínima necessária de amostras de solo é de uma amostra a cada quatro a cinco hectares (ou nove até doze acres) para a máxima precisão. As amostras devem incluir o Carbono Orgânico do Solo, teor de argila, densidade aparente e georreferenciamento.
Regina Urazmanova: E é assim que a EOSDA utiliza os dados do solo no modelo SOC. Modelamos a matéria orgânica na amostra de solo com base na análise do solo. O resultado do modelo SOC fornece um cálculo mais amplo do SOC do que um relatório de laboratório de amostras de solo. Nossa análise incorpora fatores adicionais, como clima, clima e outras variáveis, aumentando a precisão do mapeamento da distribuição de carbono.
Oleksii Neskorovnyi: Até agora, testamos o modelo na Austrália com a AgriProve, a empresa de tecnologia de carbono do solo que mais cresce na Austrália e nossa parceira desde 2022. Colaboramos em um projeto de dois anos financiado pelo Governo Australiano com um subsídio de US$ 9,2 milhões. Neste projeto, estamos desenvolvendo uma tecnologia para aproveitar vários índices calculados a partir de imagens de satélite ópticas e SAR. Também usamos uma ampla gama de preditores, ou seja, variáveis derivadas de várias fontes, incluindo mapas de elevação digital e seus derivados, além de indicadores bioclimáticos e características do solo.
A análise de carbono orgânico dos laboratórios é usada para o cálculo direto do conteúdo orgânico do solo ou integrada ao modelo RothC.
O objetivo do projeto é estabelecer um design comercial liderado pelo setor agrícola para a agricultura orgânica do solo, regeneração agrícola e sequestro de carbono em larga escala. Assim, o Projeto de Carbono permite que as empresas agrícolas gerem renda com atividades de abate de carbono e garantam retornos sustentáveis no mercado australiano.
Que Tipos De Solo Podem Sequestrar Carbono?
Regina Urazmanova: Diferentes tipos de solo sequestram carbono de maneira diferente. Estudos recentes sugerem que solos marrons e de prados, por exemplo, têm capacidades significativamente maiores de armazenamento de carbono . A argila no solo é o que mais importa para a modelagem SOC. Dito isso, o tipo de solo é apenas um dos fatores que influenciam a captura de CO₂. A configuração topográfica, o clima e o clima também desempenham papéis significativos. O mais importante aqui, definitivamente, é o trabalho realizado no campo.
Que Serviços Ajudam Empresas Nos Projetos De Carbono?
Oleksii Neskorovnyi: O carbono orgânico requer várias condições para ser armazenado no solo. Uma dessas condições é que culturas perenes sequestram mais CO₂ do que anuais. Culturas de cobertura e o abandono das práticas de cultivo também estão entre essas condições. As empresas agrícolas cuidam de seu solo de várias maneiras, e ter créditos de carbono como resultado é um bônus interessante . A EOS Data Analytics está aqui para fornecer serviços adicionais que podem melhorar a saúde do solo e, como resultado, enriquecê-lo com carbono.
Oferecemos duas soluções personalizadas para aprimorar os serviços de modelagem SOC que fornecemos aos nossos clientes: detecção de limites de campo e classificação de tipos de culturas. Detalhemos cada uma. Os limites de campo nos ajudam a definir o tamanho do campo e determinar seus limites, economizando muito tempo para nossos clientes ao nos fornecerem dados sobre as áreas de monitoramento de carbono. Essa solução personalizada pode ser usada se o cliente não puder fornecer os limites em formato digital ou quando a área for tão grande que seja mais fácil classificá-la a partir do espaço. A classificação de culturas é necessária, pois diferentes culturas têm habilidades de sequestro de carbono diversas. Quando o território é suficientemente grande, classificar culturas manualmente pode levar muito tempo, e é aqui que a solução personalizada da EOSDA ajuda a reduzir esse tempo. A rotação de culturas é uma prática de sequestro, e as culturas históricas também importam. Nossa solução também pode identificar a presença de culturas de cobertura. Nossas soluções personalizadas simplificam e automatizam uma quantidade significativa de trabalho com a qual o desenvolvedor de projetos de carbono lida durante todo o projeto.
Além desses dois requisitos principais, podemos ajudar empresas agrícolas com serviços adicionais para garantir que seus objetivos de sequestro de carbono sejam alcançados. A estimativa de rendimento (biomassa), como parte da solução personalizada de previsão de rendimento, é uma delas. Esta solução nos permite prever o rendimento estimado no campo do cliente, pois a estimativa é baseada em tendências de dados históricos. Outra ferramenta é a detecção de cultivo. O método de não cultivo O método de não cultivo salva a terra da erosão e, consequentemente, evita a fuga de carbono. Nossa capacidade de sensoriamento remoto ajuda os desenvolvedores de projetos de carbono a economizar tempo, permitindo que eles verifiquem remotamente se os padrões de cultivo do solo estão sendo mantidos, eliminando a necessidade de visitas frequentes ao campo.
O último recurso relacionado ao carbono na modelagem de Carbono Orgânico do Solo que provavelmente mais interessa aos desenvolvedores de projetos de carbono é a geração de relatórios. O projeto de carbono abrange uma riqueza de informações, incluindo dados históricos do campo sobre culturas, uso de fertilizantes, práticas agrícolas regenerativas, sequestro de SOC, incluindo linha de base inicial, e mais. A geração de relatórios serve como o método mais direto de transmitir informações do projeto para as partes interessadas. Nossos relatórios são totalmente personalizáveis segundo as necessidades do cliente.
Que Outros Benefícios Vocês Planejam Compartilhar Com Os Clientes? Quais são Os Planos Para O Desenvolvimento Da Solução SOC?
Regina Urazmanova: Atualmente, estamos recebendo várias solicitações de clientes em potencial para novos projetos. Há uma demanda considerável por modelagem de carbono orgânico do solo. O processamento de solicitações e a comunicação com os clientes nos dão uma visão mais profunda de suas necessidades e de como podemos ajudar. Planejamos aprimorar nossos produtos e soluções conforme as necessidades individuais dos clientes em diversos mercados até agora.
Percebemos que temos um gargalo, pois nem todos os clientes têm amostras de solo ou a capacidade de extraí-las antes de iniciar o projeto de carbono. Para resolver esse problema, nossa equipe teve a ideia de encontrar parceiros locais em diversas regiões. Isso nos permite garantir a qualidade dos dados, aumentar a velocidade de produção e coletar dados em um formato que se adapte perfeitamente ao nosso modelo SOC. Para isso, convidamos qualquer laboratório de solo interessado em cooperação a nos contatar em sales@eosda.com.
Sobre o promotor:
Kseniia Kunakh possui mais de 6 anos de experiência em redação, trabalhando em diversos domínios, incluindo textos empresariais, educacionais e direcionados à mídia. Suas experiências anteriores como gerente de desenvolvimento em uma NGO ambiental da Ucrânia e como identificadora de talentos em uma empresa de IT a tornam uma combinação perfeita para alguém que é apaixonado por inovações eco-tecnológicas e pode comunicar sobre elas com facilidade.
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