Satélites podem monitorar a saúde dos rios em escala global

A maioria das pessoas quase nunca pensa em rios - a não ser quando um deles transborda ou quando o leito fica seco. Ainda assim, os rios fazem a ligação entre tudo: oceanos, atmosfera, paisagens e as cidades das quais bilhões de pessoas dependem para obter água.

O desafio é que muitos dos rios do planeta ficam em áreas remotas, são pouco estudados e difíceis de acompanhar de forma sistemática. Esse cenário, porém, começa a mudar.

Um novo artigo científico sustenta que o sensoriamento remoto por satélite chegou a um nível de maturidade que pode permitir aos cientistas acompanhar a qualidade da água e a saúde dos rios em uma escala realmente global.

O trabalho foi co-liderado por Dongmei Feng, professora de engenharia ambiental na University of Cincinnati, e por Xiao Yang, da Southern Methodist University, em colaboração com especialistas em hidrologia de várias partes do mundo.

O estudo defende uma nova forma de fazer ciência dos rios, integrando imagens de satélite, análise espectral da luz e modelagem computacional.

A proposta é enxergar os rios não apenas como elementos locais, mas como um sistema planetário interligado.

Rios são difíceis de estudar

À primeira vista, rios parecem fáceis de acompanhar: são grandes, estão por toda parte e vêm sendo mapeados há séculos. Na prática, a situação é bem mais complexa.

“Rios, especialmente pequenos cursos d’água, são muito difíceis de definir. Eles são variáveis e podem ser intermitentes”, disse Feng.

Muitos rios ficam secos por meses - ou até por anos - e incontáveis vias d’água menores são inacessíveis fisicamente. Até estabelecer o que, em um determinado momento, deve ser considerado “rio” não é uma tarefa simples.

O monitoramento tradicional - enviar equipes com equipamentos para coletar amostras - funciona razoavelmente bem em grandes rios próximos a centros urbanos, mas não escala. E isso é importante porque o que ocorre em rios remotos não fica restrito a eles.

Os rios transportam sedimentos, nutrientes e poluentes para jusante, chegando a estuários que funcionam como berçários para peixes e outras formas de vida marinha. Aquilo que entra em um rio a 1.000 km do litoral acaba, em algum momento, afetando o oceano.

“No artigo, defendemos a ideia de que os rios devem ser estudados em escala global e de forma individual”, explicou Feng.

“Cada rio é único, definido por seu clima específico, pelo ambiente ao redor e pela pegada humana.”

O que os satélites conseguem ver

A tecnologia que viabiliza esse tipo de avanço se baseia na detecção de mudanças no espectro da luz refletida pela água.

Nutrientes e contaminantes distintos alteram a forma como a água absorve e reflete luz - e esses padrões podem ser identificados por satélites em órbita.

Quando isso é combinado com modelagem computacional, passa a existir um caminho para avaliar a qualidade da água de modo remoto e contínuo, em uma escala que o monitoramento em campo jamais conseguiria alcançar.

“Será um objetivo ambicioso, mas valerá muito a pena”, afirmou Yang.

As implicações vão além do meio acadêmico. Em todo o mundo, rios são a principal fonte de água potável para cidades.

Noventa por cento da população global vive a até 9,7 km de um rio. Por isso, os rios explicam em grande parte por que os principais assentamentos humanos se estabeleceram onde se estabeleceram.

“Cada grande cidade tem um rio que a define. Os rios forneceram os recursos essenciais que permitem que as cidades cresçam”, observou Feng.

O problema das algas

Uma das aplicações mais urgentes desse tipo de monitoramento é o acompanhamento de florações de algas.

O processo é bem conhecido por ecólogos. Quando nutrientes demais vindos de fertilizantes, esgoto ou escoamento agrícola se acumulam na água, as algas se reproduzem de forma explosiva.

As florações se espalham pela superfície, bloqueiam a luz do sol e levam à morte de plantas aquáticas abaixo.

Quando as algas morrem, bactérias que se alimentam dessa matéria orgânica consomem oxigênio, formando zonas mortas com pouco oxigênio que podem provocar mortalidade massiva de peixes.

Esse ciclo é chamado de eutrofização e pode devastar ecossistemas de rios e lagos.

Consequências para a saúde humana

Os impactos na saúde humana são imediatos. Cianobactérias tóxicas presentes em florações podem causar erupções na pele, náusea e até danos no fígado ou no sistema neurológico.

Estações de tratamento de água podem ser obrigadas a interromper operações. Trechos inteiros ficam inseguros para nadar, navegar ou qualquer tipo de recreação.

Tratar água com algas tóxicas exige um processo caro, com múltiplas etapas.

“Podemos aprender muito estudando a dinâmica de nutrientes. Pelo menos 40% dos rios dos EUA têm problemas com poluição por nutrientes”, disse Feng.

O plano dela é analisar 50 anos de dados globais sobre rios para entender como os nutrientes se deslocam pelos sistemas fluviais e, por fim, desenvolver sistemas de alerta precoce capazes de avisar gestores de recursos hídricos antes que uma floração se estabeleça.

Um novo campo de estudo

A trajetória de Feng se encontra no cruzamento de duas áreas que só agora estão sendo integradas de forma mais completa.

Ela tem doutorado em modelagem hidrológica e sensoriamento remoto e descreve o momento atual do seu campo com algo bem próximo de entusiasmo.

“Você nunca sabe até estudar. O sensoriamento remoto por satélite oferece um meio poderoso para alcançar isso”, disse ela.

Monitorar, em tempo real, cada rio da Terra - individualmente - ainda não é uma realidade. Mas as ferramentas para construir esse caminho já existem.

Os rios moldaram a civilização humana. Compreender o que está acontecendo com eles - com todos eles, e não apenas com os que são fáceis de acessar - é algo que já passou da hora.