Escola Politécnica da USP

Depto. de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais

PSI 2222 – Práticas de Eletricidade e Eletrônica II

TI no agronegócio e biodiversidade

Antonio Mauro Saraiva antonio.saraiva@poli.usp.br

2003

1 INTRODUÇÃO

O setor agrícola, entendido num sentido deliberadamente amplo,

compreendendo a produção animal e vegetal (incluindo a florestal), sempre foi de

grande importância para o Homem, pois é a fonte de alguns itens básicos, como

alimentos e matérias primas para moradia, vestuário, entre outras. Apesar disso foi

talvez considerada atividade de menor valor, se comparada a atividades como a

indústria e o comércio, por exemplo.

A despeito disso, as grandes economias do mundo, mesmo as fortemente

industrializadas, como EUA, Japão, e alguns paises da Europa, sempre tiveram no setor

agrícola um importante pilar de suas economias, e o protegem da competição externa

com todo tipo de barreiras.

Também no Brasil a agricultura foi sempre um dos sustentáculos da economia

desde os tempos da colonização e, como em outros lugares, carregou a pecha de primo

pobre na atividade econômica.

Nos últimos anos, entretanto, em especial na última década, a importância do

setor passou a ser ainda maior em nosso país, apesar de todo o esforço de

industrialização ocorrido na segunda metade do século XX. Na mídia, o chamado

Agronegócio (conceito que será discutido a seguir), passou a ocupar um lugar de

destaque, talvez um lugar merecido. Mas não se trata apenas de propaganda. Cada vez

mais empresas e profissionais vêem esse setor como uma importante oportunidade de

investimentos, de crescimento, e de empregos. Cada vez mais tecnologia é associada

aos processos do agronegócio, e esse tem sido a fonte de seu visível desenvolvimento

em nosso país. Entre essas tecnologias, a Tecnologia da Informação, TI, num sentido

amplo, ainda é pouco empregada se comparada com outros setores como a indústria, por

exemplo, mas já desempenha papel importante e, sem sombra de dúvida terá um papel

essencial doravante, em especial com a questão da rastreabilidade dos produtos, que é,

em suma, uma questão de rastreabilidade de informação nos processos produtivos.

O ambiente (por que chamá-lo de meio-ambiente?) também foi, ao longo dos

tempos, em geral encarado como algo a ser domesticado, conquistado, explorado e

convertido em bens usáveis pelo homem. Os recursos materiais estavam à nossa

disposição para serem livremente usados, ou ate representavam uma ameaça à vida do

Homem. Não havia, na corrente principal do pensamento e das atividades humanas,

1

uma preocupação com o futuro desses recursos, que pareciam intermináveis, com a

sustentabilidade dessa exploração e com a herança para as gerações futuras. Essa

situação passou a mudar mais notadamente no último terço do século XX quando

passou a ficar evidente que a ação predatória do homem não se sustentaria já no médio

prazo, e que existem riscos reais para a própria sobrevivência da espécie humana se a

taxa de utilização dos recursos, da poluição do ambiente, da extinção das espécies, entre

outras, não fosse invertida ou, ao menos parasse de crescer de forma tão acentuada. Essa

noção do risco que a atividade humana representa para o planeta e para o próprio

Homem decorreu fortemente de sua capacidade de coletar e avaliar informações em

escala global, e daí perceber o que estava acontecendo. Talvez não seja exagero afirmar

que os satélites e a tecnologia espacial foram muito importantes para essa visão da

Terra, como um corpo com recursos finitos, para observar e medir, do alto, o que estava

(e está) a acontecer aqui na terra, nos mares, na atmosfera. Mais uma vez, as tecnologia

do próprio homem têm um papel muito importante, desta vez para se poder reverter o

processo de degradação ambiental. A informação, e todas as tecnologias a ela ligadas,

são fundamentais para se desenvolver uma nova visão e uma nova prática de

desenvolvimento sustentado, baseado, antes de tudo, no conhecimento e no

entendimento dos fenômenos naturais. Abre-se, também aqui, um vastíssimo campo de

atuação para empresas e profissionais de TI; dentre essas possibilidades, será destacada

a da informática da biodiversidade.

2

2 A TI NO AGRONEGÓCIO

2.1 A importância do Agronegócio (Saraiva, 2003)

O agronegócio é entendido como o conjunto das atividades ligadas à produção

vegetal e animal, e compreende não só a agricultura e a pecuária, ou seja, a produção

“na fazenda”. Inclui também as atividades de produção de bens e serviços que dela se

originam e constituem produtos industrializados e semi manufaturados, e ainda as

atividades de produção e serviços de apoio à produção em campo, como os insumos, os

fertilizantes, as sementes, as máquinas, entre outros.

O agronegócio brasileiro tem mostrado seu dinamismo a cada ano, e tem sido

um dos setores mais competitivos de nossa economia em nível internacional. Graças ao

agronegócio, o país tem sido superavitário na balança de comércio exterior, pois o setor

consegue obter grandes superávits que compensam o déficit dos demais setores da

economia. A Figura 1 mostra a evolução do saldo do agronegócio, comparativamente ao

saldo da balança de comércio exterior do Brasil.

O agronegócio, que responde por cerca de um terço do PIB nacional, é de

fundamental importância na economia do país: em termos de geração de empregos é um

dos setores que comparativamente mais gera empregos para um mesmo valor investido;

em termos de contenção do inchaço das grandes cidades, promove o crescimento de

diversos pólos pelo país; contribui ainda decisivamente para a manutenção de baixos

índices inflacionários, pelas reduções dos custos de produção e pela abundância da

oferta. É desnecessário falar do seu papel na questão da segurança alimentar no país e

no combate à fome.

3

Saldo do Agronegócio comparado com o saldo comercial (em US$ bilhões)

13,315,7

13,6

1920,3

-6,6

-1,3 -0,7

2,6

13,1

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Saldo do AgronegócioSaldo da balança comercial

Fontes: Ministério da Agricultura e MDIC

1998 1999 2000 2001 2002

Figura 1 – Saldo do agronegócio comparado com o saldo da balança comercial (em US$ bilhões).

Fontes: (Exporta Brasil, 2002) (MAPA, 2003).

É importante ressaltar que os resultados positivos têm sido obtidos apesar da

conjuntura negativa para alguns produtos, como é o caso da soja, café, açúcar, álcool,

algodão e carnes, que recentemente perderam preço nos mercados internacionais. Se o

país ampliou seu superávit, isso ocorreu porque tem custos competitivos e porque

conquistou mercados. Em diversas culturas agrícolas, como laranja, soja e cana-de-

açúcar, o país detém tecnologia e produtividades iguais ou superiores aos países mais

desenvolvidos, competindo com vantagens no mercado internacional. Isso ocorre a

despeito de barreiras tarifárias e não-tarifárias, as quais são, hoje, um dos focos das

disputas internacionais em fóruns como a OMC – Organização Mundial do Comércio, e

que permeiam as discussões sobre a criação de mecanismos como a ALCA – Área de

Livre Comércio das Américas.

É consenso que essa competitividade tem sido obtida graças aos investimentos

em tecnologia de diversos setores do agronegócio, que resultaram em crescentes

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aumentos de produtividade e de qualidade dos produtos, proporcionando também a

redução de custos, e compensando mesmo uma eventual redução de área cultivada.

Todavia, a manutenção dessa competitividade deve ser continuamente buscada, o que

demanda um esforço permanente de desenvolvimento de novas tecnologias e de

aperfeiçoamento das já existentes, visando sua aplicação ao nosso contexto. Entre essas

tecnologias se podem citar a biotecnologia, a genômica e proteômica, as técnicas de

controle integrado de pragas e doenças, a mecanização, a irrigação e drenagem, e a

modernização da gestão da atividade produtiva nas propriedades.

Os desafios e oportunidades que se colocam para a agricultura neste inicio de

século são, entretanto, bem mais amplos e se inserem nas questões globais relacionadas

a sustentabilidade da produção e à conservação do ambiente: o correto uso da água para

evitar a ameaça de escassez e a poluição dos mananciais; a manutenção da fertilidade do

solo; o controle das pragas e doenças que afetam as plantas e os rebanhos; a necessidade

de alimentar um crescente contingente de pessoas; a manutenção da biodiversidade sob

o ponto de vista da sua importância para a produção agrícola, seja como banco genético,

seja como parte do sistema de produção, a exemplo do que são os polinizadores; a

influência da agricultura no efeito estufa, e o reverso, os efeitos do aquecimento global

na agricultura; o uso de transgênicos e a sua segurança; a maior rigidez dos padrões para

qualidade e segurança dos alimentos e produtos.(Cox, 2002)

Todas essas questões, que têm que ser enfrentadas em diferentes níveis,

demandam informação e conhecimento para a tomada de decisão. Dados o grande

número de variáveis envolvidas, fruto do nosso maior entendimento do mundo físico, a

complexidade das interações e o volume de dados disponíveis hoje em dia, torna-se

imprescindível dispor-se de ferramentas que auxiliem nesse processo de transformar os

dados em informações, e estas em decisões.

2.2 Alguns exemplos de aplicação da TI no agronegócio (Saraiva&Cugnasca 2000a; Saraiva&Cugnasca 2000b)

A utilização de sistemas eletrônicos para a monitoração e o controle de

máquinas, equipamentos, instalações e processos, e para a informatização das empresas

agrícolas têm sido fundamentais para o estabelecimento de novos e melhores padrões

para a agricultura mundial, e já começa a desempenhar papel semelhante no Brasil.

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Historicamente os primeiros sistemas de que se tem notícia são os de

instrumentação adotados nas máquinas agrícolas da Europa e EUA no começo do século

passado, os quais, basicamente, indicavam no painel da máquina, o nível do

combustível, a temperatura do líquido de arrefecimento, a pressão do óleo, o estado do

sistema elétrico, o número de horas de uso do motor e sua rotação.

Posteriormente, a disseminação da eletrificação rural naqueles países levou à

ampla utilização da instrumentação e do controle elétricos para o aquecimento,

ventilação e iluminação de instalações animais, armazéns e estufas. A medição do teor

de umidade em cereais, durante e após a colheita, foi um exemplo de aplicação que

causou um grande impacto na produção agrícola, pois permitiu um melhor controle do

ponto de colheita, bem como das condições de armazenagem, reduzindo as perdas.

As aplicações estenderam-se às mais diversas esferas da produção animal e

vegetal devido ao rápido avanço da microeletrônica nas últimas décadas, e em especial

após o surgimento dos microprocessadores, na década de 70. Contribuíram para isso a

grande redução de custos e o aumento da confiabilidade dos equipamentos. Atualmente,

os sistemas comerciais e as pesquisas acompanham de perto a constante evolução da

tecnologia eletrônica em áreas de ponta como a robótica, o processamento de imagens e

os micro-sensores, entre outros.

Apenas a título de ilustração, pode-se mencionar algumas atividades em que a TI

está presente na agricultura:

• produção vegetal - eletrônica embarcada em máquinas e implementos

(tratores, colhedoras, semeadoras, pulverizadores, etc.); sistemas de

irrigação; controle ambiental em estufas; robótica (colheita de frutos, poda

de frutíferas, transplante de plântulas em viveiros, em nível experimental).

• produção animal – monitoração e controle de identificação, alimentação,

pesagem, e produção de cada animal; controle do ambiente em granjas;

sistemas robóticos para tosquia e ordenha (já em nível comercial).

Recentemente, essa área de aplicação tem sido denominada por alguns

autores como Zootecnia da Precisão.

• agroindústria - classificação, armazenamento, processamento de produtos

após a colheita: sistemas de controle de temperatura, umidade e

movimentação de produtos em silos, armazéns e secadores; sistemas para

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separação e classificação de produtos; sistemas de controle de processos na

agroindústria de alimentos, etc.

• gerenciamento da produção: sistemas de informação para o

acompanhamento e o controle da produção e auxílio à tomada de decisão,

tanto no nível da fazenda, como de cooperativas, em nível governamental,

etc.

A aplicação da TI no agronegócio no mundo evoluiu de tal maneira que é

impossível abordá-lo em poucas linhas. Virtualmente todas as áreas da atividade

agrícola - produção vegetal, produção animal, agroindústria, pesquisa, entre outras - de

alguma forma se beneficiam da TI. O nível de utilização varia bastante de uma área para

outra, mas a tendência inequívoca é de uma disseminação do seu uso, a exemplo do que

ocorre nas demais áreas da atividade humana.

Não obstante essa grande diversidade, algumas aplicações têm se destacado, seja

pela mais rápida disponibilização comercial de produtos e pela sua incorporação no dia-

a-dia da produção agrícola, seja pelo caráter inovador das propostas.

No primeiro caso, um importante exemplo é representado pela eletrônica

embarcada em máquinas agrícolas. Seguindo a tendência da indústria automobilística, a

indústria de máquinas agrícolas passou a incorporar sistemas de monitoração e controle

nos seus produtos. Entre os objetivos desses sistemas citam-se: oferecer mais

informações sobre o desempenho das máquinas para o operador; registrar essas

informações para análise posterior; automatizar procedimentos de controle das

máquinas, liberando a atenção do operador para outras tarefas, otimizando o uso da

máquina e evitando o seu desgaste desnecessário; otimizar o uso de insumos nas

operações de campo.

Exemplos clássicos desses sistemas são os computadores de bordo para tratores,

os quais monitoram variáveis do motor, do câmbio, e o patinamento, e os controlam

automaticamente em alguns casos, ou sinalizam para o operador em outros, a fim de

otimizar o uso da máquina. Dos tratores para outras máquinas e implementos, esses

sistemas embarcados foram se disseminando, e atualmente colhedoras, semeadoras,

pulverizadores dispõem de sistemas de monitoração ou controle que compensam

automaticamente a influência da variação de velocidade de deslocamento das máquinas

na taxa de aplicação de produtos ou na taxa de recolhimento dos produtos na colheita.

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A mais recente inovação nesse campo é a chamada Agricultura de Precisão, AP.

Ela se baseia na constatação de que dentro de uma unidade de manejo tradicional, o

talhão, pode haver significativa variação dos valores dos parâmetros de solo, da cultura,

de outros agentes como pragas, doenças e ervas daninhas, e que essa variação pode

ajudar a explicar (e finalmente compensar ou corrigir) a variação da produtividade

dentro do talhão. Os objetivos finais desse novo paradigma de agricultura são: realizar a

aplicação de insumos de maneira variável em campo, aplicando em cada ponto apenas o

efetivamente necessário (em oposição à aplicação homogênea em toda a área); otimizar

o uso de insumos melhorando a relação custo/benefício; diminuir os excedentes de

produtos químicos e o impacto ambiental da atividade agrícola.

A proposta de agricultura de precisão é inexoravelmente baseada na TI, na

medida em que depende de sistemas eletrônicos de coleta de dados, de sistemas de

posicionamento acurado em campo (com total predominância do uso do Sistema de

Posicionamento Global, GPS), e de sistemas de controle de aplicação de insumos em

taxa variável. Além desses sistemas que basicamente são utilizados em campo, a AP

demanda ainda sistemas de informações para o escritório, para a consolidação de todas

as informações coletadas, a análise da variabilidade e a tomada de decisão sobre a

estratégia de aplicação de insumos a adotar.

Essa tecnologia, ou conjunto de tecnologias, veio dar um enorme impulso na

utilização da TI na agricultura, especialmente na produção vegetal, e tem provocado

forte impacto no mercado de máquinas agrícolas.

Outra área tradicional na utilização de eletrônica em campo é a irrigação, na qual

a substituição dos sistemas puramente eletromecânicos por sistemas computadorizados

de controle tem sido importante. Os sistemas podem estar conectados a coletores de

dados climatológicos e de campo, proporcionando otimização na aplicação dos insumos

(água e fertilizantes), e flexibilidade do horário de aplicação (aplicação noturna

automática) com redução de custo da energia elétrica.

A produção vegetal em estufas e outras formas de cultivo protegido tem sido

outra oportunidade de utilização da automação. Equipamentos eletrônicos monitoram

variáveis como temperatura, umidade do ar e do solo, luminosidade, teor de gases

(como CO2) e controlam equipamentos de aeração, umidificação, irrigação,

aquecimento, iluminação e cortinas, de modo a adequar o ambiente às necessidades de

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produção. São bastante utilizados para a produção de flores e de hortaliças de alta

qualidade e preço diferenciado.

Aplicação semelhante encontramos na produção animal em granjas, nas quais

efetua-se a monitoração e o controle do ambiente para melhorar o conforto dos animais,

reduzir o estresse e melhorar a produção. Também no caso de produção animal são

utilizados sistemas para controlar automaticamente a alimentação e a pesagem dos

animais, e assim fornecer dados para sistemas de informações sobre o rebanho.

Em instalações de gado de leite, são utilizados sistemas de ordenha totalmente

automáticos (robotizados) ou semi-automáticos, os quais possuem identificação

eletrônica e individual dos animais, por meio de minúsculos transponders injetados sob

a pele ou colocados em brincos e coleiras. Com essa identificação é possível controlar a

alimentação individual, acompanhar a evolução em termos de ganho de peso, produção

de leite, qualidade do leite, doenças (como mastite), tudo de maneira automática e

integrada num completo sistema de informações que inclui manejo do rebanho, da

alimentação e do balanceamento da ração, entre outros.

As diversas operações pós-colheita também têm feito uso de sistemas de

automação. Um exemplo básico e importante refere-se à secagem e ao armazenamento

de produtos. O controle da umidade e da temperatura de armazenamento de grãos é uma

operação básica que é realizada por sistemas que podem automaticamente movimentar e

secar os produtos dentro de silos ou armazéns. Nesse processo podem-se otimizar as

operações e o custo de energia levando em conta a temperatura e a umidade do ar

ambiente externo, o período do dia mais adequado para a troca de calor. Informações de

mercado podem auxiliar na tomada de decisão sobre o nível de umidade pretendido, em

função da expectativa de tempo de armazenamento até a comercialização.

Um outro exemplo significativo é a automação na classificação e seleção de

produtos. Sistemas automáticos de seleção de frutas, legumes e ovos, por exemplo, são

importantes ferramentas para atender requisitos de qualidade e de uniformidade de

mercados cada vez mais exigentes.

Um exemplo que merece ser citado é o da robótica agrícola. Apontada como

uma das áreas mais desafiadoras dentro da robótica, em função do ambiente pouco

estruturado e hostil, a robótica agrícola tem se desenvolvido em áreas como a colheita

de frutas e legumes, a propagação de plantas, a ordenha e a tosquia. Dessas, as duas

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últimas já apresentam sistemas comerciais, enquanto as demais aplicações avançam no

nível da pesquisa.

Finalmente, convém ressaltar que todo o universo dos sistemas de informação,

dos programas de apoio ao gerenciamento das atividades agrícolas, seja do ponto de

vista financeiro, seja do ponto de vista agronômico representam uma vasta gama de

oportunidades e de exemplos concretos de automação das atividades de gestão da

empresa agrícola.

2.3 Requisitos dos sistemas de automação em campo

A atividade agrícola e seus ambientes, vistos como área de aplicação da

automação, têm algumas características com impacto particularmente importante nos

requisitos dos seus sistemas. Algumas deles merecem um comentário.

Robustez mecânica O ambiente agrícola é complexo, pouco estruturado e muitas vezes hostil aos

equipamentos, exigindo deles robustez mecânica: os terrenos são irregulares; há

trepidação, poeira e outros resíduos de solo e plantas, produtos químicos em pó, líquidos

e granulados, umidade e chuva; a temperatura pode passar por extremos durante a

utilização dos equipamentos; o manuseio nem sempre é adequado.

Versatilidade e robustez computacional Diferentemente de muitas aplicações industriais, os produtos agrícolas são

irregulares em tamanho, cor, estágio de desenvolvimento, teor de umidade, densidade,

textura e forma; são delicados e devem ser manuseados com cuidado; não estão

localizados em posições pré-fixadas no campo e muitas vezes estão ocultos dos sistemas

sensores. Quando se trata de animais, estes não estão estáticos, mas movimentam-se

continuamente. Essas condições exigem equipamentos versáteis e inteligentes para se

adaptarem a essa variabilidade em tempo real, o que implica em capacidade

computacional (Edan, 1992).

Necessidade de sensores específicos Os sensores são um dos principais gargalos na automação agrícola. Os sensores

industriais existentes nem sempre são adequados por razões de custo, desempenho,

dimensões físicas e portabilidade. Os requisitos apresentados pela aplicação agrícola

10

levantam novas necessidades de pesquisa, como em “fito-sensores”, e sensores de

propriedades químicas do solo em tempo real.

Custos Um importante requisito é a relação entre o custo da tecnologia e o preço dos

produtos agrícolas. A baixa remuneração paga ao produtor, que compromete sua

capacidade de investimento, e a sazonalidade da utilização das máquinas, podem

dificultar a adoção de novas tecnologias. Isso explica a dificuldade em se levar

determinadas tecnologias para pequenos produtores, ou para produtos de baixo valor

comercial, concentrando-se sua utilização nos grandes produtores que têm escala de

produção, e nos pequenos produtores altamente tecnificados voltados a produtos de alto

valor. Além da motivação técnica, portanto, é imprescindível ter-se em mente as

questões econômicas, como baixo custo de aquisição e de manutenção, e o período de

retorno do investimento.

Assistência técnica Outro aspecto a considerar‚ tendo-se em conta as dimensões físicas do mercado

brasileiro desse tipo de equipamento, é a estrutura de serviços de assistência técnica.

Diferentemente das tecnologias mecânica e hidráulica, que já são mais largamente

difundidas e conhecidas, a tecnologia eletrônica não está disseminada, e um problema

real é dispor-se de uma rede de serviços ampla e rápida que garanta um baixo tempo de

indisponibilidade dos equipamentos em caso de falhas, e um baixo custo de

manutenção. Contra isso, pesa o fato de o mercado ser ainda pequeno, embora seja

potencialmente significativo. Não raro, o custo de assistência técnica de um produto e o

tempo de reparo são muito elevados, devido às grandes distâncias envolvidas.

Especificidades nacionais e regionais A tecnologia eletrônica na agricultura brasileira se origina em grande parte no

exterior. Essa é uma questão complexa que envolve diversos aspectos. A abertura maior

da economia tem vantagens, e entre elas está a mais rápida disponibilização das

tecnologias no país, à medida em que surgem no exterior, dando condições de

competitividade ao produtor nacional que dela se beneficia. Por outro lado, a

dependência da tecnologia estrangeira pode ser um problema toda vez que a taxa de

câmbio flutuar (como ocorreu em 1999 e 2002), tornando o equipamento importado

inviável.

11

Sem entrar na discussão da tecnologia como questão de soberania, outras

implicações mais práticas sugerem que é necessário desenvolver tecnologia nacional

nessa área. A mais evidente é a questão da adequação dos produtos ao mercado local.

Em diversos casos a tecnologia disponível no exterior não é adequada devido à

excessiva complexidade dos produtos, e ao custo a ela associado, por exemplo.

Tratando-se de uma tecnologia nova para o nosso usuário, e tendo em vista o conhecido

conservadorismo do setor, pode ser conveniente dispor-se inicialmente de produtos mais

simples para cativá-lo e mostrar-lhe os benefícios, para posteriormente oferecer

produtos mais complexos. Outra possível fonte de inadequação é em relação às nossas

condições de trabalho, sejam elas ambientais, operacionais, relativas a diferenças de

variedades de culturas cultivadas, etc. Nesse caso pode ser possível a adaptação da

tecnologia estrangeira às nossas condições, porém convém certificar-se de que isso seja

feito.

Certos nichos de mercado, entretanto, provavelmente só serão atendidos por

tecnologia nacional, na medida em que dificilmente atrairão o interesse estrangeiro

devido à pequena dimensão do mercado. O que usualmente interessa às empresas

internacionais são as commodities, produtos que são produzidos de maneira semelhante

e em grande escala em todo o mundo. Mesmo culturas importantes como a cana-de-

açúcar, por exemplo, são colocadas em segundo plano. O que dizer então de outras

culturas eminentemente locais?

2.4 O impacto da Agricultura de Precisão

A indústria de máquinas agrícolas é uma das que tem incorporado a automação

em seus produtos, visando: oferecer mais informações sobre o desempenho das

máquinas para o operador; registrar essas informações para análise posterior;

automatizar procedimentos de controle das máquinas, liberando a atenção do operador

para outras tarefas, otimizando o uso da máquina e evitando o seu desgaste

desnecessário; otimizar o uso de insumos.

Exemplos clássicos desses sistemas são os computadores de bordo para tratores,

que monitoram variáveis do motor, do câmbio, e o patinamento, e os controlam

automaticamente em alguns casos, ou sinalizam em outros, a fim de otimizar o uso da

máquina. Atualmente colhedoras, semeadoras, pulverizadores dispõem de sistemas de

monitoração ou controle que compensam a influência da variação de velocidade de

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deslocamento das máquinas na taxa de aplicação de produtos ou na taxa de

recolhimento dos produtos na colheita.

Recentemente, a Agricultura de Precisão, AP, veio dar novo impulso ao uso de

sistemas embarcados em máquinas agrícolas. Ela é uma nova filosofia de gerenciamento

que se baseia na constatação de que dentro de uma unidade de manejo tradicional, o

talhão, pode haver significativa variação dos valores dos parâmetros de solo, da cultura,

de outros agentes como pragas, doenças e ervas daninhas, e que essa variação pode

ajudar a explicar (e finalmente compensar ou corrigir) a variação da produtividade

dentro do talhão. Os objetivos finais desse novo paradigma de agricultura são: realizar a

aplicação de insumos de maneira variável em campo, aplicando em cada ponto apenas o

efetivamente necessário (em oposição à aplicação homogênea em toda a área); otimizar

o uso de insumos melhorando a relação custo/benefício; diminuir os excedentes de

produtos químicos e o impacto ambiental da atividade agrícola (Saraiva, 1998).

A proposta da AP é fortemente baseada na TI, na medida em que depende de

sistemas eletrônicos de coleta de dados, de sistemas de posicionamento acurado em

campo (como o Sistema de Posicionamento Global, GPS), e de sistemas de controle de

aplicação de insumos em taxa variável. Além desses sistemas utilizados em campo, a

AP demanda ainda sistemas de informações para o escritório, para a consolidação de

todas as informações coletadas, para a análise da variabilidade e para a tomada de

decisão sobre a estratégia de aplicação de insumos. A AP veio dar um enorme impulso

na utilização da automação na agricultura, sob dois pontos de vistas distintos, e ambos

tem provocado forte impacto no mercado de máquinas agrícolas. Há um movimento

intenso de desenvolvimento de sistemas eletrônicos para elas, na tentativa de se

compreender e explicar a variabilidade espacial e temporal da produtividade. Um

grande número de sistemas de coleta de dados e de sensores voltados para diferentes

parâmetros têm sido propostos para tal, o mesmo ocorrendo com sistemas de controle da

aplicação dos diferentes insumos – sementes, fertilizantes, agroquímicos.

Existe uma grande diversidade de equipamentos de um expressivo número de

fabricantes, os quais evidenciam a importância desse mercado e a intensa atividade pela

qual ele passa atualmente. Essa grande atividade do mercado e a competição entre as

empresas são positivas na medida em que podem significar possibilidade de escolha e

vantagens em termos de custo e qualidade.

13

Todavia, um contraponto nessas vantagens é a atual falta de compatibilidade

entre os equipamentos envolvendo os formatos de dados, de protocolos e barramentos,

provocando problemas aos usuários, que assim ficam vinculados a um único fornecedor

com todas as implicações negativas que isso envolve.

A isso se refere o segundo ponto de impacto da AP. Dada a necessidade de uma

gama grande equipamentos, e dado que esses equipamentos devem ser interconectáveis,

intercambiáveis, ou, no mínimo, que seus dados devem ser integrados em sistemas de

informações, é imprescindível que eles sigam alguma padronização. Como

conseqüência há um movimento no mercado e nas instituições de pesquisa no sentido de

se criar e adotar padrões de interoperabilidade de equipamentos embarcados em

máquinas agrícolas.

14

3 A TI NA BIODIVERSIDADE: BIODIVERSITY INFORMATICS

(Baseado em Saraiva, 2003)

3.1 Biodiversidade: conceitos básicos

3.1.1 Definição e Importância

A Convenção sobre a Diversidade Biológica, comumente referida como

Convenção da Biodiversidade, foi um dos dois principais resultados da Conferência das

Nações Unidades sobre o Ambiente e o Desenvolvimento, Rio-92, realizada no Rio de

Janeiro em dezembro de 1992.

O texto da Convenção define biodiversidade como “a variabilidade entre os

organismos vivos de todas as fontes incluindo, entre outras, ecossistemas terrestres,

marinhos e outros ecossistemas aquáticos, e os complexos ecológicos dos quais eles são

parte; isto inclui diversidade dentro das espécies, entre espécies e de ecossistemas”

(Steinhage, 2003).

A biodiversidade refere-se, portanto, à gama de variações dentro de um conjunto

de entidades, e é comumente utilizada para descrever a variedade e variabilidade dos

organismos vivos em termos de diversidade genética (variações herdáveis entre

populações), diversidade de espécies (riqueza de espécies em um hábitat) e diversidade

ecológica (diversidade biofísica) (Soam; Singh, 2003). O termo biodiversidade foi

criado por Wilson (Edward O. Wilson), do Museum of Comparative Zoology, da

Harvard University.

Segundo Stockwell, (1997), a Ciência da Biodiversidade é o estudo das

tendências históricas e atuais sobre a riqueza dos ambientes biológicos. Se, por um lado,

ela tem ligações com a pesquisa teórica em biologia evolucionária, taxonomia e

ecologia, ela está principalmente preocupada com a agregação e análise de informações

para o gerenciamento científico de recursos naturais para a sua conservação.

E é justamente na conservação e no uso sustentável que está o foco da

Convenção, quando afirma que as partes “afirmam direitos soberanos sobre os recursos

biológicos encontrados em seus territórios, enquanto aceitam a responsabilidade por

conservar a diversidade biológica e por utilizar os recursos biológicos de maneira

15

sustentável”, segundo uma avaliação da International Union for the Conservation of

Nature (IUCN) (Steinhage, 2003).

O interesse e a importância da biodiversidade envolvem atualmente diversos e

intrincados aspectos científicos, sociais, econômicos, políticos e filosóficos. Há uma

estreita relação entre a sobrevivência futura da espécie humana e a manutenção de um

ambiente que lhe seja minimamente adequado. A diversidade biológica é parte

importante da manutenção do equilíbrio tênue do planeta, além de ser direta e

indiretamente imprescindível para a vida do Homem. É a diversidade biológica que

provê ao Homem a maior parte dos seus alimentos, das suas matérias primas para

diversas atividades e fins como a produção de fármacos, vestuário, papel, móveis.

Apesar de todo o avanço da ciência e da tecnologia, encontrando muitas vezes

substitutos sintéticos para produtos biológicos, é na biodiversidade que tem estado a

origem de muitos novos materiais, produtos, idéias, conceitos e conhecimento sobre a

vida, que têm permitido ao Homem desenvolver-se materialmente.

O agronegócio, portanto, está intimamente ligado à biodiversidade: ora como

aliado, na busca de novas espécies, variedades e híbridos, no manejo integrado, no

controle biológico, na busca comum por uma atividade sustentável; ora como opositor,

ao abrir novas fronteiras agrícolas e destruir ecossistemas, ao poluir e exaurir recursos,

ao promover queimadas, etc.

3.1.2 Ameaças

A biodiversidade do planeta está grandemente ameaçada. No nível global, o

cenário é muito severo; numerosas importantes espécies de plantas e animais estão à

beira da extinção e outras estão ameaçadas ou estão vulneráveis (Soam; Singh, 2003).

Segundo Kerr, (2002), o planeta está em meio a uma grande crise de destruição de

espécies, sem dúvida a maior desde a extinção dos dinossauros. Segundo Edward O.

Wilson (Wilson, 2002), no último século a atividade humana iniciou uma extinção em

massa jamais vista que pode eliminar ou pôr em risco de extinção um quarto das plantas

e dos animais ao longo dos próximos 30 anos.

Listas de espécies próximas da extinção são divulgadas periodicamente, mas não

conseguem abarcar a real dimensão do problema. Elas não revelam aquelas espécies que

realmente podem desaparecer, mas, sim, aquelas que as pessoas mais admiram, ou os

16

grupos nos quais há mais cientistas trabalhando. As listas da IUCN – International

Union for The Conservation of Nature, têm muitos mamíferos, aves, flores e um

pequeno número das espécies menos carismáticas. Nessas listas não há nenhuma

espécie de abelha e, entretanto, elas também correm risco.

As razões e fatores para essa acelerada destruição da biodiversidade do planeta

são diversos, muitos são bem conhecidos e basicamente decorrem do processo atual de

degradação ambiental. Embora causas naturais também interfiram, é consenso que a

ação do homem, direta e indiretamente, é a maior responsável pelo ritmo acelerado da

extinção de espécies: desmatamento, agricultura, queimadas, introdução de novas

espécies, poluição da terra, do mar e do ar, crescimento populacional e urbano,

ocupação de novas áreas, efeito estufa, mudanças climáticas, diminuição da camada de

ozônio, são algumas das causas.

Nos EUA os maiores agentes que provocam impacto e diminuição das florestas,

por exemplo, são: fogo, furacões, tornados, gelo, insetos patógenos, espécies exóticas

introduzidas, secas, barreiras e erosão (Kerr, 2002). No Brasil têm grande importância

as destruições humanas das florestas, tanto para sua substituição por plantio agrícola

com por ocupação devido ao próprio aumento populacional.

O chamado “efeito estufa” e suas conseqüências podem ter impactos importantes

na biodiversidade. Uma dessas conseqüências é a possível mudança climática

decorrente da elevação da temperatura média no planeta. Simulações indicam que um

aumento de 1 a 2ºC na temperatura média anual causará um descongelamento das

calotas polares, alterando os regimes de chuvas e ventos e elevando o nível dos mares

(Nogueira-Neto et al., 2002).

Nos mares, cujas regiões costeiras são, juntamente com as regiões das florestas

tropicais, as de maior biodiversidade do planeta, organismos sensíveis à temperatura

como os corais seriam afetados e com eles várias comunidades de organismos correm o

risco de desaparecer (Buckeridge; Aidar, 2003).

No ambiente terrestre, mudanças rápidas que ocorram não permitirão que as

espécies migrem com rapidez suficiente para acompanhar o deslocamento do clima

associado aos seus ecossistemas.

Nessa situação, acredita-se que as árvores poderiam ser os organismos mais

afetados, devido ao seu ciclo de vida longo e ao fato de estarem muito bem adaptadas

17

aos seus ambientes atuais. Evidentemente, com a morte das árvores, todos os

organismos a elas associados também seriam afetados. Finalmente, com o fim das

florestas, uma quantidade significativa de carbono seria liberada para a atmosfera pela

decomposição das plantas na forma de CO2 e CH4; além disso, sem as árvores para

retirar o CO2 da atmosfera pela fotossíntese, o efeito estufa seria realimentado

positivamente, piorando a situação e comprometendo ainda mais os organismos

sobreviventes.(Nogueira-Neto et al., 2002)

Uma outra ameaça é a destruição da camada de ozônio, a qual impede que raios

ultravioleta atinjam a superfície da terra. A sua destruição, que tem sido relacionada à

produção e lançamento na atmosfera de compostos como o CFC (clorofluorcarbono),

provocou a aparição do chamado “buraco na camada de ozônio” sobre o Pólo Sul,

alcançando também o extremo sul da América e África. A maior incidência daquela

radiação provoca aumento das taxas de câncer de pele em humanos e em animais, além

de produzir outros danos nos órgãos vitais de muitos seres vivos (Nogueira-Neto et al.,

2002).

O problema é muito grave, complexo e de escala global. Os mesmos fatores que

ameaçam a biodiversidade afetam o Homem como espécie, direta e indiretamente.

Diretamente, pois as mudanças do ambiente afetam a saúde humana1, por exemplo.

Indiretamente, pois a dependência do Homem em relação à biodiversidade é muito

grande. O agronegócio, por exemplo, cujos produtos são essenciais para a vida do

Homem, seria fortemente afetado. Essas ameaças à natureza no planeta representam

também uma grave ameaça à produção de alimentos, pois também os animais (e,

portanto, a pecuária) e as plantas cultivadas (portanto, a agricultura) sofrerão com as

mudanças climáticas, com a contaminação ambiental, com o declínio dos polinizadores,

com a maior incidência de radiação ultravioleta, etc.

3.1.3 Requisitos e estratégias para a conservação da biodiversidade

Ao menos em linhas gerais parece haver consenso sobre algumas das ações

necessárias para atacar o problema da perda da biodiversidade. Um dos pontos de

partida obrigatórios é conhecer a biodiversidade que se quer conservar.

1 No Chile, o enorme aumento da incidência de câncer de pele obriga a população a conviver com sistemas de monitoramento instalados em lojas e outros pontos nas cidades do sul, que avisam aos moradores para não saírem de casa nos picos de radiação. Os hábitos de vestir também tiveram que ser alterados pela população.

18

A respeito dessa necessidade de informação, Pinheiro-Machado, (2002) , ao

analisar a situação das abelhas brasileiras, afirma que para se discutir dados sobre a

biodiversidade do ponto de vista da conservação, as informações essenciais para ações

de conservação são:

• Quantas espécies existem?

• Qual o tamanho de suas populações

• Qual a distribuição espacial e temporal das espécies?

• Como são afetadas pelas condições bióticas e abióticas?

Em outras palavras, uma das primeiras necessidades é a de mapear a diversidade

brasileira em abelhas; o entendimento da diversidade depende disso.

Essas informações demandam um esforço básico de coleta de informações, que

pressupõe levantamentos em campo. Essa tarefa é, por si, bastante desafiadora,

considerando as dimensões do planeta e a diversidade a ser mapeada. Segundo

Stockwell, (1997) , para uma dada região, se a pesquisa cobre o elenco de espécies, o

esforço de levantamento em geral é espalhado de maneira inconsistente através da

superfície da Terra. Por outro lado, se o levantamento é espacialmente detalhado, ele

apenas cobre uma fração do elenco de espécies. Na maior parte dos casos o dado é

incompleto nos dois sentidos.

Após esses levantamentos, uma dificuldade adicional é a questão da

identificação das espécies. Tomando novamente o caso das abelhas nativas no Brasil,

Silveira et al., (2002) afirmam que para a conservação e uso sustentável de abelhas

nativas é necessário saber identificar as espécies. Segundo os autores há um consenso de

que há um impedimento taxonômico, que demanda um esforço de identificação das

espécies existentes.

Esse inventário, por sua vez, não é uma atividade estanque e definitiva, mas

necessita ser acompanhado e repetido no tempo para que se possa avaliar a evolução do

quadro, pois o processo da biodiversidade é naturalmente dinâmico.

A partir desses levantamentos, é preciso avaliar o impacto das condições do

ambiente, bióticas e abióticas, na biodiversidade, e a partir dessa avaliação propor

estratégias de conservação.

19

Dale et al., (2001) apud (Kerr, 2002) indicam quatro estratégias para lidar com

esses fatores, a fim de diminuir seu impacto: manejar o sistema antes do fato

perturbador acontecer, manejar o dano, manejar a recuperação e monitorar o manejo

recuperador.

Assim posta, a solução pode parecer simples. Entretanto a experiência e os

resultados obtidos até o momento apontam o contrário.

Segundo Stockwell, (1997), os conservacionistas estão preocupados com o fato

de que as atuais práticas ad hoc, tais como de salvamento de espécies ameaçadas, não

são adequadas ou sustentáveis. Há também uma crescente consciência de que um

enfoque científico e abrangente para conservação ajuda a definir opções, aumentar a

confiança, e proporciona novas oportunidades. O gerenciamento da diversidade

freqüentemente tem dedicado a maior parte dos esforços ao salvamento de espécies

ameaçadas mais conhecidas ou carismáticas. O problema desse enfoque espécie por

espécie é que ele é caro e freqüentemente malsucedido quando não há hábitat restante

para essas espécies ameaçadas. Um enfoque alternativo para o gerenciamento regional

da biodiversidade tem sido o desenvolvimento de um inventário abrangente do estado

das espécies em uma região, e através de sistemas de informação, de negociação e de

planejamento do uso da terra desenvolver-se um sistema de reservas e estratégias de

gerenciamento que mantém um ambiente e os processos ecológicos no longo prazo.

Uma vez que a maior parte das mudanças do ambiente são devidas a pressões humanas,

é possível que um melhor gerenciamento ambiental possa reduzir ou interromper a

tendência de extinção das espécies.

Para o autor, o gerenciamento da informação para conservação da biodiversidade

é até certo ponto diferente das disciplinas científicas tradicionais que usam estudos de

campo e de laboratório mecanísticos, enquanto para a biodiversidade a proposta é de se

criar sistemas de informação para o inventário, análise, e fiscalização da vida biológica

na Terra. Todavia, para fazê-lo de forma racional e científica é necessário tecnologia

avançada em diversas áreas do processamento da informação. Em primeiro lugar isto se

deve ao fato de que a Terra é muito grande, e muitas e importantes decisões sobre o uso

da terra são feitas em uma escala muito pequena. Em segundo lugar há muitas espécies,

acima de um milhão e meio descritas cientificamente. Em terceiro lugar o quadro

conceitual é bastante complexo, com muitas interações entre espécies e ambientes. Por

conta desses fatores a prática era a de se fazer numerosas simplificações e aproximações

20

a fim de tornar o estudo da diversidade possível nas plataformas de computação

existentes. Com o uso de tecnologia avançada será possível abranger um conjunto maior

de aspectos e um volume maior de dados (que está cada vez mais disponível), para se

realizar um planejamento de conservação científico, que resulte na melhoria do manejo

e conservação da biodiversidade no nosso planeta (Stockwell, 1997).

Em resumo, como afirma Steinhage, (2003), para que se possa assumir as

responsabilidades previstas na Convenção sobre a Biodiversidade, para a conservação e

o uso sustentável da biodiversidade, é necessário mapear e avaliar o status atual do risco

de perda de biodiversidade, bem como o seu contínuo monitoramento. Essas ações por

sua vez demandam a coleta e reunião, armazenamento, análise, visualização e

intercâmbio de enormes quantidades de dados, o que é essencialmente impossível de ser

realizado sem o uso das técnicas e tecnologias computacionais e de comunicação

modernas. Um novo campo da computação se originou para atender essas demandas,

que tem sido denominado Biodiversity Informatics, ou Informática da Biodiversidade.

3.1.4 Panorama

Se, por um lado, o avanço da destruição ainda não foi contido, por outro, há

claros sinais de que ações concretas estão sendo tomadas em diversos níveis, o que é

uma esperança de reversão desse quadro.

Um marco nesse processo foi a Conferência Rio-92. (Nogueira-Neto et al.,

2002) Os seus principais resultados concretos foram as aprovações, ainda que em

termos gerais, das Convenções da Biodiversidade e do Aquecimento Global pelos

participantes. Um outro marco importante é o chamado Protocolo de Montreal que

resultou da Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio, visando a

eliminação do uso das substâncias que afetam essa camada protetora da Terra. Ele

entrou em vigor em 1 de janeiro de 1989, após ter sido ratificado por diversos países,

que representavam 82% do consumo das substâncias nocivas à camada. Apesar de se

perceber logo depois que as ações teriam que ser mais enérgicas e rápidas, houve uma

resposta dos governos e da indústria, com uma velocidade que se acreditava impossível

(UNEP, 2003)

O mesmo sucesso não teve até o momento a iniciativa internacional com relação

ao efeito estufa, o chamado Protocolo de Kyoto, que trata do estabelecimento de metas e

21

normas bem definidas no tempo para a redução das emissões de carbono. Essa redução

se dará basicamente pela regulamentação da queima de combustíveis fósseis para a

geração de energia e calor. Como essa é uma utilização estreitamente ligada ao nível de

desenvolvimento e de atividade industrial, o Protocolo estipula que as nações mais

desenvolvidas devem reduzir, até 2021, em 5,2% suas emissões de gases,

principalmente CO2, em relação aos níveis constatados em 1990. Para entrar em vigor,

ele precisa ser ratificado pelos países desenvolvidos que representam no mínimo 55%

das emissões. Embora tenha havido dificuldades para se atingir o quorum mínimo, uma

vez que o governo dos EUA decidiu não aderir alegando grandes prejuízos econômicos,

o protocolo deve entrar em vigor em início de 2003 (Nogueira-Neto et al., 2002).

Embora de imediato isso não signifique uma redução dos níveis de CO2 atuais, deverá

contribuir para a redução da velocidade de aumento da concentração do gás na

atmosfera. Essas iniciativas mostram o inicio de um processo novo de ações e

consciência global a respeito da vida no planeta.

Como um produto dessas iniciativas, foi proposto o chamado “Mecanismo de

Desenvolvimento Limpo”, também conhecida como Bolsa de Carbono. Segundo essa

proposta, os países desenvolvidos responsáveis por grandes emissões de carbono na

atmosfera, investiriam em ações dessa bolsa, investindo em projetos e ações que

resultassem em retirada de carbono da atmosfera, o chamado “seqüestro de carbono”,

por exemplo no plantio de florestas em países pobres ou em desenvolvimento. Essa

forma de compensação pela poluição poderia movimentar até US$ 10 bilhões/ano,

estima-se, mas com possíveis efeitos colaterais: os países ricos não enfrentarem o

problema da redução da emissão de carbono; perda da biodiversidade nos países pobres,

se apenas um reduzido número de espécies ou apenas espécies exóticas de crescimento

rápido forem plantadas (Eucaliptus e Pinus, por exemplo); se a velocidade e a

capacidade limite de seqüestro de carbono forem excedidas.

Todas esses problemas exigem ações globais, a integração de pesquisadores de

diversas áreas e o envolvimento do maior número possível de países, trabalhando de

forma cooperativa e integrada, característica dos projetos de chamados de

“megaciência”, inaugurados com o Projeto Genoma (Zorzetto, 2002). Por este motivo,

no Fórum de Megaciência da OCDE (Organização para a Cooperação e

Desenvolvimento Econômico) em 1996, recomendou-se a criação de uma

megaestrutura, a GBIF (Global Biodiversity Information Facility)(GBIF, 2002). A

22

GBIF é uma iniciativa internacional responsável pela coordenação de uma rede que

pretende integrar e disponibilizar na Internet informações de coleções biológicas do

mundo todo (cerca de 3 bilhões de exemplares) e uma lista eletrônica com o nome e a

classificação taxonômica de 1,75 milhão de espécies descritas cientificamente, o

chamado catálogo da vida.

O Brasil, como um dos países detentores de uma grande diversidade biológica,

tem um papel fundamental não só no levantamento e geração dessas bases de dados,

mas também nas pesquisas para definição de estratégias de Tecnologias de Informação

para gestão e compartilhamento de dados de biodiversidade. Entretanto, ainda não

aderiu oficialmente à GBIF, da qual fazem parte 30 países, e participa apenas de

maneira informal. O principal fator limitante para a participação brasileira é a falta de

consenso entre os atores envolvidos. Enquanto parte expressiva da comunidade

científica e técnicos do Ministério da Ciência e Tecnologia são favoráveis, o Ministério

das Relações Exteriores acredita que o Brasil estaria em desvantagem, pois cederia mais

informações para o exterior do que receberia em troca. Outro ponto questionado diz

respeito à bio-segurança: como a disponibilização de informações sobre a

biodiversidade nacional facilitaria a biopirataria? Na verdade, o Brasil precisa realizar

um grande trabalho de repatriação de dados sobre sua biodiversidade, pois grande parte

dessas informações está em instituições norte-americanas e européias, detentoras de

exemplares coletados em expedições exploratórias históricas, como as de Hans

Langsdorff e Karl Friedrich Philipp von Martius (Zorzetto, 2002).

Como afirma o professor Aziz Ab’Saber, “poucos países no mundo têm tanta

responsabilidade com a preservação da Biodiversidade como o Brasil. Por termos

herdado grandes espaços físicos e ecológicos, de máxima riqueza em matéria de

diversidade biológica, além do fato de termos podido manter, praticamente intactas, até

a década de 60, nossas grandes florestas tropicais úmidas do norte do país, temos o

privilégio e o peso de uma herança que ultrapassa o nível de percepção de nossas elites

políticas e dos tecnocratas.” (Ab'Saber, 1996) apud (Kerr, 2002).

O Brasil tem realmente um papel importante a desempenhar como potência

ambiental e está assumindo esse papel em diversas ocasiões e fóruns. Um exemplo foi a

proposta brasileira de criação de uma Iniciativa Internacional dos Polinizadores,

International Pollinators Initiative, que foi encaminhada à Convenção da Diversidade

23

Biológica, e, na COP5 (Nairobi, maio de 2000), aprovou a Declaração de S. Paulo sobre

os polinizadores (São Paulo Declaration on Pollinators) (IPI, 2002)(MMA, 2002).

A participação do país no GBIF e em outros organismos é importante para dar-

lhe oportunidade de direcionar as prioridades de ações, de uso dos recursos daquele

órgão, de forma a atender também às necessidades do país, por exemplo na repatriação

dos dados de nossa fauna e flora.

3.2 TI na biodiversidade

3.2.1 O papel da TI

A complexidade e a abrangência da Ciência da Biodiversidade, que lhe

conferem a denominação de megaciência, exigem o suporte da TI. O surgimento da

Informática da Biodiversidade é uma indicação do papel decisivo da tecnologia no

apoio às decisões sobre as ações de conservação da biodiversidade. Esse papel é

cumprido por um conjunto de ferramentas que a TI proporciona para atender

necessidades de: coleta dos dados; registro e armazenamento dos dados; análise dos

dados; acesso aos dados e sua divulgação; integração de dados. Nos próximos itens

essas necessidades serão detalhadas.

3.2.1.1 Coleta dos Dados

A obtenção dos dados é um dos gargalos para a conservação da biodiversidade,

dada a sua escala potencial. Embora muitos desses dados necessariamente dependam de

trabalho humano, como nos levantamentos faunísticos e florísticos, a tecnologia pode

auxiliar na automação desses procedimentos. Ela pode ainda proporcionar sistemas de

coleta automatizada de outros dados, como climáticos, geográficos, através de sistemas

cada vez mais avançados de sensoriamento remoto.

As dificuldades dos levantamentos dependentes de trabalho humano são claras,

na medida em que a coleta de dados é realizada pelos pesquisadores mediante anotações

manuais dos dados observados, muitas vezes em condições adversas, seja sob pressão

do tempo e clima, seja pela fatiga após longos períodos de observação. A coleta de

dados dessa maneira implica numa série de restrições: a atividade é dependente de mão

de obra e da sua qualificação e treinamento; o período de coleta é limitado pela

disponibilidade de pessoal; a coleta pode se tornar inviável ou muito dificultada em

24

determinados períodos e situações, como durante a noite, por exemplo; erros de leitura

podem ocorrer especialmente após longos períodos desse trabalho repetitivo, o que

compromete a qualidade dos dados; podem ocorrer erros de transcrição das planilhas ou

cadernetas de campo para meios eletrônicos para processamento e análise.

Utilizando-se um sistema de coleta de dados automático muitos desses

problemas podem ser minimizados. A atividade fica mais independente de mão de

obra, permitindo que esse tempo ganho seja utilizado na atividade mais nobre de análise

de dados. Os dados podem ser coletados ininterruptamente, oferecendo uma maior

quantidade de dados para análise, e eliminam-se erros humanos, o que contribui para a

qualidade dos dados. Como vantagem adicional, pode-se realizar a monitoração de

diversos sítios ao mesmo tempo com equipamentos idênticos, multiplicando a

capacidade de coleta de dados e permitindo análises comparativas.

É certamente um consenso que uma das restrições que precisam ser corrigidas é

a falta de dados biológicos primários para a construção de mapas de riqueza de

espécies.

Entretanto, como afirma Soberon, (1999), se por um lado é um lugar-comum

afirmar que se sabe muito pouco sobre a vida na terra, por outro, a quantidade de

informação que já existe sobre biodiversidade do planeta é enorme. Terabytes de dados

de sensoriamento remoto estão disponíveis e mais se acumulam a cada dia. O

seqüenciamento automatizado de genes está criando enormes bibliotecas de informação

genética.

Dados meteorológicos detalhados, obtidos de estações meteorológicas são

coletados automaticamente. Redes dessas estações mantidas por órgãos governamentais

estão cobrindo cada vez mais os países, proporcionando informações mais minuciosas

do clima de regiões cada vez menores. Adicionalmente, essas estações, freqüentemente

portáteis, estão sendo incorporadas a projetos de pesquisa de modo a se poderem

monitorar as condições locais, dando maior consistência aos dados coletados das demais

variáveis. Questões a serem resolvidas dizem respeito à integração e ao acesso a esses

dados meteorológicos quando providos por terceiros.

Todavia, as categorias de dados que são automaticamente coletados atualmente

são muito poucas. Outras categorias, principalmente aquelas de dados biológicos, ainda

carecem de sistemas dedicados, mas gradativamente vem sendo alvo do

25

desenvolvimento de sistemas de aquisição mais amigáveis, mais acessíveis em termos

de custo e portáteis. A indústria de equipamentos de instrumentação para biologia e

fisiologia vegetal, e o uso de transponders e telemetria em animais, têm se desenvolvido

significativamente. Os avanços nessa área serão fundamentais para alimentar com dados

de qualidade e em quantidade os sistemas de informações.

Quando (ou enquanto) o trabalho do especialista não pode ser substituído, ainda

assim a tecnologia pode ser utilizada para facilitar-lhe as tarefas. Nesse ponto a nova

tecnologia dos PDAs, ou Personal Digital Assistants, é uma alternativa real às

cadernetas de campo, por exemplo. Integrando sistemas de posicionamento por satélite,

esses computadores de mão equipados com softwares convencionais como planilhas, ou

softwares dedicados com interfaces e conteúdos apropriados, poderão facilitar as

anotações, aumentar a produtividade da tarefa, evitar perda de dados e dispensar a

necessidade de transcrição.

3.2.1.2 Registro e armazenamento: Bancos de dados

Stockwell, (1997) coloca os bancos de dados biológicos como um dos recursos

básicos para sistemas de biodiversidade, visando sua conservação. De fato um dos

grandes esforços atuais da comunidade internacional é no sentido de se criar, atualizar e

integrar os bancos de dados.

Eles são o ponto de partida para pesquisar questões básicas tais como: que

atributos ocorrem num local específico? Em que local ocorrem atributos específicos?

(Soam; Singh, 2003). A partir dessas respostas se poderá pesquisar porque uma espécie

está ameaçada, poderão ser feitos o monitoramento de tendências da biodiversidade em

geral, e o gerenciamento e contabilização da biodiversidade.

Como características, os bancos de dados biológicos são potencialmente grandes

e complexos e, na prática, variam bastante em sua acurácia e completeza.

Pode-se afirmar que museus, herbários, jardins botânicos e autoridades

governamentais são uma fonte bastante comum e importante de dados biológicos, que

são mantidos nas várias coleções em todo o mundo. Entretanto elas, em geral, apenas

registram a presença da espécie e localização, e a maior parte ainda não está

digitalizada.

26

O desenvolvimento de um banco de dados único e consistente, a partir de fontes

distribuídas, representa desafios consideráveis em termos de se obter a colaboração dos

participantes para nele colocarem seus dados (Stockwell, 1997). Ignorar essa

diversidade de fontes, e a participação da comunidade no processo de coleta de dados

pode levar a bancos de dados com falhas. Por isso um aspecto importante a considerar é

a adoção de várias técnicas para assegurar a integração da comunidade do processo de

aquisição de dados.(Soam; Singh, 2003)

Essa questão da autoria e propriedade dos dados é um ponto bastante sensível e

deve ser tratado com especial atenção. Se isso já era uma delicada questão acadêmica,

ganhou contornos estratégicos com o crescente uso das informações para finalidades

econômicas, como na indústria farmacêutica, de alimentos, entre outras. Uma parte da

solução é a classificação dos dados de forma a limitar o acesso a eles apenas a pessoas

autorizadas. De todo modo, com o receio da pirataria de informações, esse é um ponto

que sempre restringirá a catalogação de dados mais críticos por parte de seus detentores.

Outros aspectos desafiadores de banco de dados biológicos são a complexidade

tanto na escala espacial como na hierarquia da informação (Stockwell, 1997). Em um

banco de dados sobre biodiversidade, as variáveis potencialmente de interesse são

muitas, e refletem a complexidade das iterações que ocorrem na natureza e com a

atividade humana. Algumas das variáveis biologicamente relevantes são listadas, a

título de exemplo, na Tabela 1.

Atualmente, principalmente graças ao sensoriamento remoto, que se desenvolve

velozmente e oferece a cada ano informações mais freqüentes e de melhor qualidade, há

uma abundância de informação geo-científica cobrindo a Terra em escalas cada vez

mais diminutas. Com isso, o tamanho dos conjuntos de dados cresce rapidamente.

Por outro lado há uma grande escassez de dados abrangentes para variáveis

biológicas em qualquer escala.(Stockwell, 1997)

Sobre a digitalização das coleções, como já foi dito, há um movimento

internacional nesse sentido. Tanto em nível nacional como em nível global bancos de

dados eletrônicos estão disponíveis sumarizando aspectos de fitoquímica, relações

plantas-peste, taxonomia, biologia da conservação, literatura biológica, etc. Além disso,

grande parte das coleções dos museus de história natural do mundo está lentamente, mas

regularmente, sendo transferida para meios eletrônicos. Esses acervos totalizam cerca de

27

3 bilhões de espécimes em todo mundo, dos quais talvez 5 a 10% já foram capturados

eletronicamente. (Soberon, 1999)

Tabela 1 – Exemplos de dados relevantes para análise de biodiversidade. Adaptado de (Stockwell, 1997) e (Soam; Singh, 2003).

Tipo Exemplos de variáveis Fonte Precipitação média Temperatura média Precipitação máx. e min. Temperaturas máx. e min.

Clima

Insolação total

Estações meteorológicas e sensoriamento remoto.

Tipos de solos Fertilidade PH Topografia

Geologia

Hidrografia

Levantamentos geológicos e hidrológicos; sensoriamento remoto.

Densidade populacional Uso da terra Limites administrativos, transportes.

Processos humanos

Qualidade do ar e da água

Censos e sensoriamento remoto.

Tipos de vegetação Biologia Ocorrências e populações de espécies animais e vegetais

Levantamentos biológicos e sensoriamento remoto

Esses dados, que incluem variáveis taxonômicas, ecológicas e culturais, são

necessários para responder questões científicas básicas sobre por que e onde os

organismos vivem, e também para compor um sistema de informação abrangente para

decisões integradas e eficientes de gerenciamento sobre biodiversidade (Soam; Singh,

2003)(Stockwell, 1997).

Atualmente, principalmente graças ao sensoriamento remoto, que se desenvolve

velozmente e oferece a cada ano informações mais freqüentes e de melhor qualidade, há

uma abundância de informação geo-científica cobrindo a Terra em escalas cada vez

mais diminutas. Com isso, o tamanho dos conjuntos de dados cresce rapidamente.

Por outro lado há uma grande escassez de dados abrangentes para variáveis

biológicas em qualquer escala.(Stockwell, 1997)

28

Sobre a digitalização das coleções, como já foi dito, há um movimento

internacional nesse sentido. Tanto em nível nacional como em nível global bancos de

dados eletrônicos estão disponíveis sumarizando aspectos de fitoquímica, relações

plantas-peste, taxonomia, biologia da conservação, literatura biológica, etc. Além disso,

grande parte das coleções dos museus de história natural do mundo está lentamente, mas

regularmente, sendo transferida para meios eletrônicos. Esses acervos totalizam cerca de

3 bilhões de espécimes em todo mundo, dos quais talvez 5 a 10% já foram capturados

eletronicamente. (Soberon, 1999)

Os dados de espécimes de museus são especialmente significativos por que eles

são a base sobre a qual se pode montar a estrutura da informação de biodiversidade. Os

espécimes são objetos físicos, os quais, em princípio, possuem, cada um, uma referência

taxonômica e uma referência geográfica. A referência taxonômica situa o espécime na

complexa estrutura hierárquica da biodiversidade, e provê uma ligação com o mundo

dos dados, alcançável através de informação taxonômica científica, literatura científica,

legislação sobre espécies ameaçadas de extinção, centros de dados de conservação,

mercados, etc. (Soberon, 1999)

Infelizmente, entretanto, freqüentemente os registros estão incorretamente

classificados (Stockwell, 1997), ou estão por classificar (dentro das dificuldades

apontadas pelo denominado impedimento taxonômico em algumas áreas, como já citado

(Silveira et al., 2002)). Uma dificuldade adicional, a classificação taxonômica não é

definitiva e de tempos em tempos pode ser revisada.

Isso se deve ao fato de que os estudos evolucionários estão gerando uma série de

filogenias, as quais, por sua vez, podem resultar em alterações na organização

hierárquica e, portanto, na nomenclatura taxonômica. Isso tem sido particularmente

acelerado pela análise e seqüenciamento de DNA, que têm criado novas perspectivas

nas relações entre os taxa2, e um novo entendimento sobre a natureza do mundo

biológico. O estabelecimento dessas relações baseadas em dados de genoma tem

enfraquecido a ênfase nas descrições morfológicas ou fenotípicas, e, portanto, a

capacidade de circunscrever esses novos taxa. Como conseqüência do uso desses novos

métodos surgem situações de conflito entre os novos achados e a classificação existente,

e a situação não é resolvida em pouco tempo. Essa situação não reduz a importância da

2 Taxa: plural de táxon. Táxon, qualquer unidade taxonômica, sem especificação da categoria (espécie, gênero, etc.) (Ferreira, 1986)

29

nomenclatura e taxonomias clássicas, que são a base para a comunicação dos conceitos

biológicos, mas tem um impacto na nomenclatura, refletindo-se numa mudança da

organização taxonômica, o que pode significar mudanças nos nomes das espécies.

Dessa forma, à medida que essa e outras tecnologias aumentam o conhecimento, não se

pode esperar um mapa único e estável entre as espécies propriamente ditas (entidades

vivas) e os seus nomes (Ytow; Morse; Roberts, 2001).

A digitalização dos bancos de dados com mecanismos de busca a partir de

nomes, só expôs mais esse problema, revelando que o nome específico freqüentemente

não é um ponto de entrada único para uma espécie (Berendsohn, 1998).

Essa situação é mais crítica para espécies menos estudadas, por exemplo

protozoários, e menos em grupos mais estáveis como os mamíferos e plantas superiores.

Para lidar com essa questão, alguns bancos de dados oferecem suporte a diferentes

opiniões taxonômicas, mas há duvidas sobre se isso é suficiente, especialmente para os

grupos mais sujeitos a mudanças. Para esses grupos serão necessários bancos de dados

mais flexíveis, capazes de capturar a interação dinâmica entre cada conceito de táxon e

os dados a ele relacionados. Para solucionar esse problema, um trabalho desenvolvido

por Ytow; Morse; Roberts, (2001), denominado Nomencurator, é um modelo de dados

que procura imitar o processo de rastreamento da história da nomenclatura numa

biblioteca, dando atenção à natureza dos dados disponíveis e a forma como eles foram

disponibilizados.

Há esforços para manter listas de nomes de espécies, como Species 2000

(Species2000, 2003). Algumas delas são dirigidas pela necessidade de se ter um

conjunto de dados básico para pesquisa e aplicações em biodiversidade. Elas podem

auxiliar o processo de manter unicidade de cada nome de espécie, e o processo de

construí-las freqüentemente revela ambigüidades nos conceitos subjacentes aos taxa o

que pode ensejar novas pesquisas. Algumas delas são bastante simples, enquanto outras

são revisões taxonômicas formais, que mantém uma lista consensual de nomes válidos,

correntemente aceitos pela comunidade internacional, e ainda proporcionam uma

relação de sinônimos e outros nomes considerados inválidos. Um exemplo destas

últimas é a International Legume Database & Information System, ILDIS (ILDIS,

2003), segundo Ytow; Morse; Roberts, (2001).

Com relação à referência geográfica dos dados de espécimes de museus e

coleções, ela proporciona associação com dados geograficamente estruturados, por

30

exemplo com dados de sensoriamento remoto, usualmente através de um sistema de

informações geográficas (SIG), e permite aos pesquisadores estudar os espécimes em

escalas espaciais (Soberon, 1999). Todavia, freqüentemente os registros são bastante

aproximados na identificação da localização geográfica, muitas vezes decorrência até da

antiguidade da coleta e da limitada tecnologia utilizada para uma localização acurada

naquele tempo. (Stockwell, 1997)

Atualmente essa ambigüidade na localização geográfica das espécies pode ser

uma opção deliberada nos bancos de dados, ao menos em termos da visualização dos

dados para um público mais amplo. O objetivo desse procedimento é o de proteger

remanescentes de espécies ameaçadas ou de espécies com importância econômica, de

modo a evitar a biopirataria.

Além do interesse intrinsecamente científico, experiências de várias iniciativas

demonstraram amplamente como os dados dos espécimes de museus e outras coleções

podem ser integrados com outras informações de maneira útil para uma grande

variedade de usuários. O aspecto crítico para se obter essa integração é como acessar os

dados dos espécimes de maneiras utilizáveis eletronicamente. (Soberon, 1999)

Um outro ponto de especial importância em relação à qualidade dos dados

decorre das diferentes metodologias utilizadas nas suas obtenções. Esquemas diferentes

de levantamento em campo, instrumentos de medida diferentes, entre outros, podem ter

implicações nessa qualidade ou na capacidade futura de comparação e análise de dados

de origens distintas. Para que se possa avaliar a qualidade dos dados e a sua

comparabilidade ou consistência com determinados padrões, é importante, além de

esquemas adequados de amostragem em campo, uma boa descrição do esquema

(Pinheiro-Machado, 2002). Esses metadados, dados sobre os dados, são muitas vezes

relegados e, no futuro, revelam-se um ponto falho nos bancos de dados.

3.2.1.3 Análise

Os bancos de dados de biodiversidade, quando se limitam a reproduzir em meio

digital as fichas de espécimes de coleções, permitem, por si, obter informações básicas

sobre a lista e a ocorrência de espécies e sua localização, entre outras, como já

comentado. Esse é um primeiro passo a ser trilhado.

31

Entretanto, para que se possam tomar decisões sobre manejo e conservação da

biodiversidade, sistemas de informações mais completos e complexos são necessários.

Ferramentas de análise mais poderosas agregadas aos bancos de dados são um aspecto

básico desses sistemas de informação.

São elas que possibilitarão pesquisar e, talvez, responder questões mais

complexas sobre a dinâmica da biodiversidade. Alguns exemplos dessas possibilidades

a serem exploradas são:

• a obtenção de mapas de riqueza de espécies;

• a identificação de hot spots, locais de grande diversidade de espécies;

• a obtenção de respostas sobre as razões da riqueza biológica; que atributos estão

relacionados aos sítios de alta diversidade?

• a obtenção de respostas a questões específicas relativas aos vários tipos de

categorias ameaçadas, como quais as espécies e locais estão sob maiores riscos;

• identificação de fatores de degradação que contribuem para esse risco; quais são

importantes em um ecossistema particular?

• que ecossistemas estão bem protegidos?

Esses sistemas poderão contribuir também para as diversas atividades de

conservação da diversidade, com ênfase no planejamento, como:

• o zoneamento baseado em múltiplas variáveis;

• a definição de unidades de análise;

• a avaliação e atualização periódicas do inventário da flora e da fauna;

Essas são algumas das utilidades desse sistema mais abrangente, que terá o

escopo de um sistema de suporte a decisão para a conservação e manutenção da

biodiversidade.

Os usuários desses sistemas extrapolam o público acadêmico, e incluem

gerenciadores de recursos naturais, organizações de desenvolvimento governamentais e

não-governamentais, formuladores de políticas de conservação e de desenvolvimento,

entre outros.(Soam; Singh, 2003)

32

Muitas dessas ferramentas de análise baseiam-se na capacidade de cruzamento

de informações (padrão de distribuição de espécies, associações de plantas, variáveis

bio-geo-climáticas, tipos de solo de florestas, etc.), muitas delas de caráter espacial e,

para isso, os sistemas de informações geográficas, SIG, proporcionam uma plataforma

interessante para o gerenciamento e monitoração das relações espaciais dos vários

componentes relevantes (Soam; Singh, 2003). Todavia, por serem uma ferramenta de

uso geral, os SIG comerciais requerem conhecimento específico e dispõem de funções

em excesso, o que compromete a sua usabilidade por parte de muitos usuários não

especializados. As funcionalidades e as ferramentas de um SIG estarão provavelmente

mais bem utilizadas se embutidas num sistema desenvolvido com uma interface

específica para a aplicação em biodiversidade.

Um componente importante desses sistemas envolve a capacidade de criação de

cenários a partir das simulações de situações potenciais, com base nas quais se poderão

analisar alternativas de gerenciamento. A simulação é, portanto, uma ferramenta

essencial a ser agregada aos bancos de dados para tentar extrair deles novas

informações.

Stockwell, (1997) aponta algumas dimensões em que o modelagem pode ter uma

contribuição importante: modelagem de distribuição de espécies, modelagem de

biodiversidade, modelagem do processo ecológico, e planejamento de sistemas de

reservas.

3.2.1.4 Acesso e divulgação

Em grande parte a razão principal da digitalização dos dados de coleções sobre

biodiversidade, e de todo o esforço da informática da biodiversidade, está ligado à

questão de se melhorar o acesso e a divulgação da informação já existente e por coletar.

O fato de se saber muito pouco sobre a biodiversidade, relativamente ao numero de

espécies suposto no planeta, é agravado pela dificuldade de acesso aos dados já

existentes que, em número absoluto, são muitos.

A digitalização tem ainda o caráter de contribuir para a preservação da

informação existente. Em particular no caso de coleções, o risco de perda das

informações de décadas ou séculos de trabalho é real. As informações armazenadas em

etiquetas junto com os espécimes, em livros anotados a mão (com tinta lavável, muitas

33

vezes), estão de tal forma sujeitos a deterioração, que a simples digitalização desses

materiais e de suas informações já são um ganho significativo em termos de preservação

do conhecimento.

Os bancos de dados assim formados também facilitam sobremaneira a pesquisa e

recuperação dessas informações, e permitem o acesso a um número maior de pessoas,

sem ter que expor a própria coleção desnecessariamente.

Resta, entretanto, a questão do caráter fortemente distribuído desses bancos de

dados e da dificuldade de acesso físico a eles. As coleções e seus bancos de dados

(supondo que eles já existam) estão localizados por todo o mundo. Não obstante, com

freqüência as coleções individuais têm abrangência parcial mesmo dentro de um

determinado nível taxonômico, e se um levantamento mais amplo deve ser feito, seria

necessário ao pesquisador deslocar-se até cada uma das instituições que possui

exemplares de interesse.

Talvez ainda mais importante que isso é o fato de que a maior parte das espécies

já descritas dos países com maior riqueza em biodiversidade está em coleções

localizadas nas grandes instituições dos países da Europa e dos EUA, entre outros

motivos, porque foram identificadas em expedições realizadas por pesquisadores

daqueles países, décadas ou séculos atrás. Essa situação claramente é um obstáculo ao

acesso a esse material por pesquisadores dos países de origem desses espécimes. O

trabalho realizado por Moure (Pe. Jesus S. Moure), um dos mais importantes

taxonomistas de abelhas do Brasil, por exemplo, envolveu diversas visitas a museus

estadunidenses e europeus, o que contribuiu para o reconhecimento de sinonímias

(Silveira et al., 2002).

Essa situação está sendo tratada recentemente sob a égide da Convenção da

Biodiversidade, no sentido (e com a denominação) de uma repatriação dos dados. Não

se demanda a repatriação dos espécimes, mas a disponibilização dos dados para os

países de origem (IPI, 2002) (MMA, 2002).

Ora, a melhor solução para as situações aqui relatadas em termos de acesso e de

divulgação dos dados é, sem dúvida alguma, a Internet. Não é necessário discorrer sobre

o papel desempenhado e a facilidade que a rede mundial proporcionam na busca e

recuperação de informações. O acesso a esses bancos de dados biológicos on-line

revoluciona essa área.

34

Um número muito grande de iniciativas de instituições em todo mundo está

abordando, como etapa posterior à digitalização das coleções, a disponibilização das

informações na rede.

Como a descrição das espécies está ligada às publicações que as nomearam, e

como diversos levantamentos estão espalhados em monografias, dissertações e teses não

publicadas (ou de difícil acesso), a rede também tem um papel importante na divulgação

e na facilitação do acesso a essa bibliografia. Os bancos de dados devem incluir também

esse tipo de material.

Uma outra área em que a Internet tem um papel importante a desempenhar

relaciona-se com o tema já mencionado do impedimento taxonômico. Silveira et al.,

(2002) afirmam que é necessário um esforço de identificação das espécies existentes, e

que parte desse esforço implicaria em investir na disponibilização de apresentações

alternativas de literatura taxonômica para uso por não taxonomistas, como chaves de

identificação interativas. Essas chaves podem ser disponibilizadas pela rede, tanto para

treinamento de para-taxonomistas, como para uso por outros públicos. O Laboratório de

Abelhas, do Instituto de Biociências da USP, inclusive já disponibiliza diversas chaves

para classificação das abelhas brasileiras (Imperatriz-Fonseca; Santos, 2003). O uso de

programas para a geração de chaves taxonômicas, como Lucid (LUCID, 2003) poderão

dar novo impulso a essa funcionalidade na rede.

3.2.1.5 Integração

Se a disponibilização dos bancos de dados na Internet é o passo seguinte à

digitalização das coleções, a sua integração é o desafio que o segue. As justificativas são

várias e evidentes.

Como os bancos existentes ou em construção são distribuídos por todo o mundo,

e como cada um contém apenas uma pequena parte dos dados sobre a biodiversidade,

mesmo com o uso da Internet uma dificuldade que se apresenta ao usuário é a

diversidade de formatos de interfaces, de estruturas, de nível e forma de acesso, e de

produtos eletronicamente disponíveis.

Não bastasse a dificuldade de um usuário em localizar, na Internet, as fontes

relevantes de dados para uma determinada aplicação ou pesquisa, essa diversidade

restringe sobremaneira a usabilidade dos dados. Os arquivos eventualmente obtidos

35

terão conjuntos de informações diferentes, em formatos diferentes, além, é claro, de

dados de distintas qualidades, nem sempre comparáveis pela ausência de metadados.

Alguns bancos de dados on-line podem nem sequer prover facilidades de exportação de

dados.

Assim, como afirma Soberon, (1999), os dados sobre biodiversidade são

espalhados e heterogêneos e carecem de integração. Embora existam dados de

biodiversidade, não se tem um verdadeiro sistema de informação sobre biodiversidade.

Evidentemente, não parece praticável a integração em nível global de todas as

informações sobre biodiversidade em um único banco de dados. Parece bastante

interessante e viável, porém, que essa integração se dê em determinados e mais

limitados níveis taxonômicos, por exemplo, banco de dados sobre mamíferos, sobre

leguminosas, sobre abelhas.

Essa integração dificilmente seria viável na forma de um sistema centralizado

que absorvesse os dados de diversas instituições, em razão de problemas relativos à

propriedade dos dados. Mas pode-se supor a coexistência de sistemas distribuídos e

heterogêneos que podem, adicionalmente, ser logicamente integrados de modo a

oferecer ao usuário uma interface única de acesso, um portal, com todas as facilidades

que isso oferece: ponto de acesso unificado; formato de dados padronizado; pesquisas

feitas pelo usuário sendo dirigidas automaticamente e de modo transparente aos

diversos bancos componentes, etc.

Essas propostas de desenvolvimento, a partir de fontes distribuídas, de um banco

de dados único e consistente, ou de que um banco de dados distribuído a partir de fontes

de informação também distribuídas e interligadas, representam desafios consideráveis

para desenvolvedores de banco de dados. A integração desses bancos de dados em

sistemas de informações mais complexos, acessáveis via Internet, demandam o uso do

estado da arte da tecnologia da informação para que se obtenham bons resultados. Elas

demandam ainda a definição de padrões para que essa integração possa ser feita de

maneira consistente e aberta, e de modo a poderem crescer e evoluir juntamente com a

tecnologia.

Wilson, (2003) apresenta várias oportunidades e benefícios que resultariam

dessa Enciclopédia da Vida, com um profundo impacto em várias ciências biológicas,

na agricultura, na farmacologia, entre outros.

36

São essas propostas de integração, que têm sido conduzidas por diversas

iniciativas internacionais como o Taxonomic database working group – TDWG

(TDWG, 2003), e o Global Environmental Information Facility – GBIF (GBIF, 2003).

3.2.1.6 Visualização e Interatividade

Um aspecto muito importante no qual a TI pode dar uma contribuição cada vez

maior é na visualização da informação. O caráter espacial dos dados de biodiversidade

é, sem dúvida, muito importante, e sua visualização na forma de mapas bem elaborados

auxilia no entendimento das relações e tendências. As ferramentas atuais que

possibilitam ampliação e diminuição (zoom) da escala de modo interativo, a seleção de

áreas para detalhamento, seleção de camadas temáticas, bem como a vinculação de

informações multimídia – textos, imagens e vídeos, à medida que se navega pelos

mapas, podem contribuir para o entendimento mais completo dos diversos aspectos

envolvidos. Além disso, essa vinculação facilita a busca e recuperação de informações

relacionadas. Elas, em suma, promovem o aprendizado e facilitam a visão de fenômenos

científicos complexos.

Nessa área novas contribuições podem ser esperadas. Novos métodos de

visualização podem facilitar o entendimento e a comunicação das estruturas de que é

composto o ambiente, que é multidimensional e contém interações complexas. Recursos

de computação avançada podem ser utilizados para pesquisar e desenvolver novos

métodos interativos de apresentar uma informação de biodiversidade multidimensional

(Stockwell, 1997). Embora atualmente a sobrecarga computacional nos servidores e de

comunicação na Internet, em muitos casos implique em tempos de resposta altos que

dificultem ou inviabilizem tais aplicações, as crescentes atualizações da tecnologia, por

exemplo a implantação da Internet II, poderá dar novo salto a essas aplicações.

37

4 COMENTÁRIO FINAL

As duas áreas, agronegócio e biodiversidade, assumiram grande importãncia na

sociedade atual, na brasileira em particular, e como tratam de grande quantidade de

dados e de relações bastante complexas entre as variáveis, demandam fortemente o

apoio da Tecnologia da Informação.

No agronegócio, a automação teve seu principal desenvolvimento nas últimas

décadas apenas, e embora esteja bastante disseminada nos principais países do mundo

desenvolvido, ela ainda apresenta inúmeros desafios. Em países como o Brasil ela

poderá desempenhar um papel de suma importância na obtenção de bons padrões de

qualidade e produtividade no setor agrícola de maneira ampla.

As características peculiares do setor impõem alguns requisitos específicos que

devem ser considerados para o sucesso no desenvolvimento do mercado e dos produtos.

Em particular com o advento da agricultura de precisão, a questão da interoperabilidade

dos equipamentos tornou-se crucial, e as iniciativas de padronização de interfaces

assumiram uma grande importância.

Diversas iniciativas em Informática da Biodiversidade estão em curso por todo o

mundo, em escalas que vão do local ao global. Elas partem da aquisição de dados,

passam pela digitalização das coleções, avançam pela análise dos dados, para então

chegar ao conhecimento e às decisões sobre o manejo da biodiversidade.

Um ponto crucial dessas iniciativas é a necessidade de integrar ou de interoperar

os sistemas de informações, posto que cada coleção individualmente contém apenas

uma fração dos dados, e que as decisões e o conhecimento demandam a análise de um

conjunto abrangente de dados espalhados pelo mundo.

Uma das fronteiras da pesquisa nessa área está justamente na proposição e no

desenvolvimento de formas de permitir o acesso a todos esses dados de maneira

transparente para o usuário, integrando sistemas e provendo portais e ferramentas de

análise que possam acessar múltiplas bases de dados. Essa é também uma questão atual

na TI.

O Laboratório de Automação Agrícola, grupo de pesquisa do Depto. De

Engenharia de Computação e Sistemas Digitais da EPUSP tem atuado nessas duas

38

linhas, tendo iniciado suas atividades em 1989, de forma pioneira no meio universitário

brasileiro, sob coordenação do autor ao longo desse tempo.

Dezenas de alunos de graduação da Poli-Élétrica já passaram pelo LAA com

sucesso, e vários foram premiados em simpósios de iniciação científica, sendo que um

deles representou a USP em evento nos EUA, em 2002. Vários deram continuidade a

uma carreira acadêmica no grupo.

Embora o apelo acadêmico dessas duas áreas seja forte, vale frisar que elas são

mercados potencialmente muito importantes para a atuação profissional de nossos

alunos, especialmente aqueles interessados em áreas multidisciplinares. Alguns ex-

alunos e ex-pesquisadores do grupo já estão investindo nessa área, inclusive com

empresas incubadas no CIETC, a incubadora de empresas da USP/IPT/IPEN.

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