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Artigo
Uso de drones no monitoramento da Amazônia
Por Eristelma Teixeira de Jesus Barbosa Silva
10/06/2016

Em uma região de dimensões continentais como a Amazônia, a identificação e o monitoramento de atividades irregulares de diversas naturezas se constituem num crescente desafio para as instituições governamentais em suas diferentes esferas de atuação. Em algumas delas, como no Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia (Censipam) do Ministério da Defesa, por exemplo, algumas dessas atividades estão relacionadas à geração de dados, em tempo hábil, que deem suporte a instituições com atribuições legais de combate e fiscalização a crimes ambientais na Amazônia, tais como o desmatamento na forma de corte seletivo ou corte raso, mineração ilegal, campos de pouso ilegais, entre outros.

A escala e intensidade com que esses crimes ocorrem demandam utilização de instrumentos que sejam capazes de dar respostas rápidas às situações emergenciais que frequentemente surgem nesses cenários. Dados de satélites ou de sensores remotos aerotransportados são uma alternativa viável para o planejamento de operações de combate a tais atividades ilegais. Entre as principais vantagens em se utilizar esses dados está a cobertura global e repetitiva que permite o recobrimento de áreas de difícil acesso e de elevado grau de periculosidade para a vida humana. Por outro lado, a utilização desses dados é limitada, no caso dos sensores orbitais, às datas programadas de passagens do satélite, o que ocasiona quase sempre uma defasagem temporal em relação à data de ocorrência dos fatos. No caso dos sensores aerotransportados, além da logística necessária à realização dos voos, o principal fator limitante está no alto custo dos sobrevoos para obtenção dos dados, além do risco à vida do piloto, dependendo da localização geográfica ou das condições meteorológicas da área onde a atividade ilegal é investigada. Além dos fatores mencionados, em ambos os casos, é frequentemente demandada a utilização de imagens de alta resolução espacial (elevado nível de detalhamento), o que onera ainda mais as operações de aquisição de dados de sensores remotos.

Como resposta a esses desafios, veículos aéreos não tripulados (VANT’s), popularmente chamados drones, estão se consolidando como a mais nova tendência em sensoriamento remoto. Além do menor custo de aquisição de dados quando comparados às plataformas tradicionais, as aeronaves não tripuladas trazem a possibilidade de monitoramento de atividades ilícitas em tempo real, o que torna esse instrumento uma excelente alternativa para a área de segurança e abre novas perspectivas para o monitoramento de ilícitos ambientais.

Nomenclatura e legislação aplicada aos VANT’s no Brasil

Há várias definições e nomenclaturas para designar aeronaves não tripuladas encontradas na literatura. As mais comuns utilizadas atualmente são VANT’s e a mais popular drone. Drone é um apelido informal ou nome comercial atribuído a todo e qualquer objeto voador não tripulado. O termo é oriundo da língua inglesa e faz referência a zumbido ou zangão. Isso porque drones geralmente utilizam hélices para voar e se parecem com mini-helicópteros, os quais produzem um zumbido tradicional que deram origem a esse nome. No Brasil, os drones são classificados e regulados conforme sua aplicação. Se for para lazer, esporte, hobby ou competição, o equipamento é visto como um aeromodelo. Se o uso do drone for para outros fins (pesquisa, experimentos ou comércio), o aparelho passa a ser classificado como um veículo aéreo não tripulado (VANT). Essa nomenclatura em português correspondente à terminologia em inglês UAV - unmanned aerial vehicle, adotada pelo Departamento de Defesa Norte Americano. No Brasil, a Instrução Suplementar - IS Nº 21-002A da Agência Nacional de Aviação Civil (Anac), publicada em outubro de 2012, define VANT como aeronave projetada para operar sem piloto a bordo, que possua uma carga útil embarcada e que não seja utilizado para fins meramente recreativos. Nesta definição incluem-se todos os aviões, helicópteros e dirigíveis controláveis nos três eixos, excluindo-se, portanto, os balões tradicionais e aeromodelos” (Anac, 2012). Conforme a legislação brasileira, a carga útil não pode ser obrigatória para o equipamento voar. Como exemplo de carga útil não letal pode-se citar câmeras acopladas para tomadas de imagens, correspondências ou qualquer outro tipo de entrega.

Não há legislação específica que restrinja a compra de drones no Brasil. Assim, qualquer cidadão pode comprar um drone, de qualquer tamanho e potência, e o produto é geralmente disponibilizado em sites nacionais e internacionais ou comercializado por lojas físicas e empresas fabricantes. Por outro lado, o Brasil regulamenta o uso que se faz dos equipamentos. Drones adquiridos para aeromodelismo não podem ser usados em áreas densamente povoadas; não podem ser pilotados em áreas próximas a aeródromos; a altitude máxima permitida é de 121,92 metros e só pode haver público se o usuário for experiente e houver segurança durante o voo, para evitar qualquer acidente. Porém, não há necessidade de licença para se utilizar o drone de forma recreativa, desde que as regras supracitadas sejam obedecidas. Essas diretrizes estão expostas na Portaria DAC Nº 207, de 07 de abril de 1999, e estabelece as regras para a operação do aeromodelismo no Brasil.

No caso dos VANT’s, o uso é permitido apenas com piloto remoto. Isso quer dizer que equipamentos autônomos, sem intervenção externa durante o voo, são proibidos pela defesa aérea brasileira. Logo, todo VANT que possui um piloto remoto é automaticamente chamado de remotely-piloted aircraft (RPA), em português, aeronave remotamente pilotada (ARP), sigla adotada pela Força Aérea Brasileira. Os RPAs são regulados por uma Circular de Informações Aeronáutica (AIC 21/10) que determina que o interessado encaminhe uma solicitação de autorização de voo 15 dias antes com uma série de informações (características da aeronave, trajeto do voo, capacidade de comunicação etc). Quando os VANTs são utilizados para fins de pesquisa, como no caso de universidades que utilizam o equipamento para fazer algum tipo mapeamento de relevo, tipos vegetais, pesquisa das condições atmosféricas, entre outros, existe uma autorização própria chamada de Certificado de Autorização de Voo Experimental (CAVE). Para qualquer um dos casos, além da autorização de uso do equipamento junto à Anac, os pilotos precisam pedir liberação de voo aos órgãos regionais do Decea (Cindacta I, Cindacta II, Cindacta III, Cindacta IV, SRPV-SP), assim como é feito no caso de aeronaves tripuladas.

Finalmente, a Federal Aviation Administration (FAA, 2010) utiliza o termo UAS (unmanned aircraft system), que é utilizado tanto para designar a aeronave quanto para os elementos associados, tais como estação de controle e links de comunicação. Isso porque alguns elementos de controle em solo podem ser utilizados na operação das aeronaves não tripuladas, tais como planejamento de missão, manutenção e logística, lançamento e recuperação, controle e operação da missão. No presente trabalho, foi adotado o termo VANT, visto que para o monitoramento da Amazônia só se aplicaria o uso de VANT’s e não de drones voltados ao aeromodelismo.

Uso de VANT’s no monitoramento da Amazônia

A Amazônia, propriamente dita, estende-se por oito países do norte da América do Sul, sendo que 60% da floresta amazônica encontra-se no Brasil O conceito de Amazônia Brasileira, que compreende uma área de 3,7 milhões de Km2, é substituído no Brasil por Amazônia Legal, um conceito essencialmente político, que aumenta em 1,3 milhões de Km2 a área da Amazônia Brasileira. A Amazônia Legal faz fronteira com sete países da América do Sul, totalizando 11.728 km de fronteira terrestre e 1.820 km de fronteira marítima com o oceano Atlântico e abrange os estados do Amazonas, Amapá, Acre, Mato Grosso, Maranhão (a parte oeste do meridiano de 44º de longitude oeste), Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins.

Os atrativos dessa região provocaram, ao longo do tempo, um aumento dos crimes ambientais e outras atividades ilegais em larga escala, associados à exploração predatória dos recursos naturais e impulsionados por vários fatores, tais como a abertura de estradas pioneiras, o crescimento das cidades, a ampliação de pecuária extensiva, a acelerada exploração madeireira e a crescente agricultura intensiva de monoculturas (Ferreira, et al. 2005), além da exploração mineral desordenada. Entre algumas das principais atividades ilegais decorrentes desses fatores estão o desmatamento ilegal na forma de corte seletivo ou corte raso, que na maioria das vezes é precedido por diversas outras práticas ilegais, como a construção de pistas de pouso clandestinas para escoamento de produtos e exploração ilegal de garimpos. Nesse cenário, o uso de dados de sensoriamento remoto provenientes de veículos aéreos não tripulados, integrados com dados de satélites é, sem dúvida, a alternativa mais eficiente de monitoramento para a região Amazônica. Ainda assim, são poucas as iniciativas concretas de monitoramento com o uso de veículos aéreos não tripulados. A maior parte dos projetos ainda está em fase de testes ou de prospecção para aquisição de VANT’s, sobretudo porque a legislação que regula essa atividade ainda está em fase de discussão e porque são necessárias autorizações específicas para as operações, o que dificulta a logística das atividades. Algumas das principais iniciativas para uso de VANTs no monitoramento da Amazônia estão relacionadas a aplicações voltadas ao combate das atividades irregulares, como descrito a seguir.

Principais atividades ilegais na Amazônia e a potencialidade dos VANT’s

O corte seletivo caracteriza-se como uma atividade ilegal característica da região amazônica. É o início do processo de desmatamento e está relacionado à atividade de exploração madeireira que ocasiona a degradação florestal progressiva. A primeira etapa compreende a retirada das madeiras mais nobres, depois as madeiras para a construção civil e, por fim, são colhidas as árvores de madeiras leves remanescentes, para a produção de compensados e placas. Posteriormente, as árvores de menor porte são derrubadas e toda a vegetação rasteira é destruída. Sobram poucas árvores frondosas que são protegidas, como é o caso da castanheira, ou que não têm valor comercial, como as palmeiras, o que dificulta o processo de detecção por meio de imagens de sensores remotos. O empobrecimento “oculto”, resultante da exploração madeireira, também provoca indiretamente o corte raso das florestas nas regiões de fronteira. Isso ocorre porque grande parte das estradas clandestinas, construídas para a extração e o escoamento da madeira no coração da floresta amazônica, torna-se novos eixos de exploração.

Para esse caso, imagens de alta resolução espacial são as mais adequadas, por possibilitarem a detecção dos pátios e estradas maiores, além de feições mais finas da exploração – estradas menores (ramais de arraste) e clareiras simples e múltiplas A presença de estradas e pátios de estocagem nas imagens é o principal indicador da ocorrência de exploração madeireira. A detecção dessas feições pode ser útil não só para localizar a atividade nas imagens, mas também a forma como ela foi conduzida (Monteiro, 2005).

Prática de corte seletivo.

O principal trabalho prático e operacional decorrente da utilização de imagens de sensores remotos para identificação de corte seletivo é a fiscalização dos planos de manejo florestal que compreende um conjunto de técnicas empregadas para a colheita criteriosa de parte das árvores maiores, de tal maneira que as menores sejam protegidas para colheitas futuras. Os planos de manejo são licenças que permitem a extração de madeira apenas de áreas previamente determinadas durante um determinado intervalo de tempo. Por meio de imagens de sensores remotos, é possível fiscalizar os planos de manejo autorizados avaliando se houve exploração no período autorizado; se a exploração ultrapassou os limites estabelecidos; se houve exploração antes da aprovação do plano de manejo, entre outros. Os resultados dessas análises dão suporte para apuração de possíveis irregularidades decorrentes das licenças. O uso de VANT’s para essa finalidade tem sido testado pelo Serviço Florestal Brasileiro (SFB). Para essa finalidade, é possível verificar a quantidade de madeira retirada nas áreas concedidas com o uso de VANT’s. Isso permite agilidade no sistema de rastreamento da madeira legal, já que é possível reduzir significativamente o custo representado pela ida da equipe técnica ao campo. Conforme apontamentos do SFB, o concessionário é obrigado a informar toda a produção no sistema de fiscalização e os técnicos vão a campo checar a informação. Como exemplo, os testes com três VANT’s permitiram quantificar 25 mil metros cúbicos de madeira, que correspondem a cerca de 700 carretas, num prazo de 6 horas. Se essa quantidade fosse medida por técnicos em campo, seriam necessários 15 dias para a averiguação. Dessa forma, o sistema de rastreabilidade pode permitir que a madeira adquirida da concessão seja monitorada ao longo de toda a cadeia de produção, de maneira que o consumidor que adquirir uma madeira cerrada proveniente de área de concessão ou o importador da Europa ou dos Estados Unidos vai poder, por meio de um aplicativo de celular, saber exatamente a área, a árvore e a coordenada geográfica que originaram o produto que ele está adquirindo. Outra atividade irregular que caracteriza o estágio seguinte ao corte seletivo é o corte raso. É o estágio extremo do desmatamento, em que o padrão observado representa a retirada completa da vegetação original num intervalo temporal curto. Nesse caso, a principal vantagem do uso do VANT está na velocidade de obtenção de informações para suporte à tomada de decisão pelos órgãos com atribuições legais de combate ao desmatamento.

Outra atividade ilegal de grande impacto é o garimpo ilegal. Há uma quantidade imensa de ocorrências minerais distribuídas em todos os estados da Amazônia. Muitas dessas substâncias minerais estão localizadas em áreas protegidas, ou seja, unidades de conservação (UC) e terras indígenas (TI). Entretanto, a extração dos recursos minerais nessas áreas requer autorização condicionada a normas específicas. Assim sendo, o DNPM não autoriza a pesquisa mineral e, consequentemente, a extração de bens minerais em áreas de proteção integral. Nas áreas de conservação de uso sustentável, é consultado o órgão ambiental competente sobre a conveniência ou não dos trabalhos de pesquisa e/ ou extração mineral, cabendo, quando for o caso, a apresentação do licenciamento ambiental para o prosseguimento dos trabalhos. Como na maior parte das áreas, mesmo naquelas não consideradas como protegidas, é frequente a exploração mineral à revelia dos procedimentos legais, a maior parte das explorações constitui-se em atos ilícitos. No Brasil, muitos garimpos quase sempre estão associados a confrontos, assassinatos, roubos, disputas de terra, prostituição, vícios, insegurança, impunidade, patrocínio de armas e narcotráfico e à degradação ambiental. Isso porque os garimpos ilegais são extremamente difíceis de serem controlados. Situam-se em regiões de difícil acesso, são dispersos pelo país, são migratórios e não há regularidade na mão de obra e no regime de trabalho. Os muitos riscos para se estudar diretamente essa atividade faz do sensoriamento remoto a principal ferramenta de monitoramento de atividades ilícitas ligadas a extração mineral. Um dos grandes desafios para um monitoramento efetivo das áreas de mineração é a identificação do processo no seu estágio inicial. Como não há um padrão espacial definido associado a essas áreas, a indicação de áreas de extração mineral em imagens de média resolução espacial depende da habilidade do analista em fazer uma análise contextual da área investigada. Por outro lado, em imagens de alta resolução espacial essas áreas são facilmente identificadas pela facilidade de visualização da extensão do impacto.

O uso de um VANT permitiria, em pequeno intervalo de tempo, o mapeamento de todas as áreas de mineração em áreas críticas de ocorrência desse tipo de ilícito, como as terras indígenas, por exemplo. Essas áreas, de grande importância pelos aspectos étnicos e para conservação da biodiversidade, são de difícil acesso, fortemente impactadas por essa atividade e onde as ações governamentais se restringem a algumas instituições pelas especificidades da legislação brasileira para essas áreas.

Iniciativas mais concretas têm sido conduzidas pela Secretaria de Estado de Indústria, Comércio e Mineração (Seicom) do Pará, que adquiriu um VANT com a finalidade inicial de intensificar a fiscalização mineral no estado. O investimento na compra do VANT foi de cerca de R$ 300 mil aproximadamente, e a perspectiva, pela potência, alcance e função do equipamento, é que esse investimento represente economia de no mínimo R$ 1,5 milhão para o estado. O drone tem câmeras de alta definição que também captam imagens em infravermelho e serve para mapear as atividades das minas. As imagens em alta resolução captadas permitirão a realização de um cálculo volumétrico que indicará a quantidade exata do que está sendo retirado das minas mensalmente, além de quantificar o volume estocado e identificar os tipos de minérios. Além disso, o equipamento pode ser operado em grandes distâncias (30km), a altitudes de até 3.000 metros, além de voar por um período de até cinco horas e meia, viabilizando a fiscalização em áreas de difícil acesso ou ainda onde possa ser colocada em risco a integridade física da equipe de fiscalização. Outra vantagem é que o equipamento é capaz de cobrir uma extensa área em um único voo, permitindo a perfeita identificação de objetos com dimensão superior a 43mm (milímetros).

Como suporte a todas as atividades irregulares descritas, as pistas não homologadas aparecem como elementos de fundamental importância para a compreensão de como se configura espacialmente uma determinada atividade ilegal, pelo fato de que fazem parte da logística de várias atividades ilícitas.

Para identificação e monitoramento de pistas clandestinas, por exemplo, as imagens de radar são uma excelente alternativa, sobretudo na Amazônia, em razão da cobertura de nuvens e pelo fato de que essas imagens favorecem as diferenças texturais e geométricas dos alvos imageados, facilitando a identificação das pistas, principalmente em áreas de floresta. Na ausência de dados de radar, a identificação das pistas depende da disponibilidade de imagens de alta resolução espacial ou de dados que validem as feições de pistas identificadas em imagens de média resolução, como as do satélite CBERS. O uso de um VANT pode melhorar substancialmente a capacidade de análise dessa atividade. O uso integrado dos sensores EO/IR e radar a bordo do VANT dispensaria validação da informação no campo, propiciando a tomada rápida de decisão sobre a ação a ser executada. Em operação integrada da Força Aérea Brasileira na fronteira Brasil-Colômbia, por exemplo, o uso do sensor EO/IR do VANT Hermes 450 da FAB possibilitou a identificação de pistas de pouso clandestinas. A confirmação da existência de uma pista de 1,5 mil metros de comprimento e 15 de largura, própria para pequenas aeronaves, propiciou rápida tomada de decisão que resultou na destruição da pista.


À esquerda, pista de pouso em imagem SAR. Ao meio: imagens eletro-ópticas adquiridas pelo VANT Hermes 450 da Força Aérea Brasileira. À direita, explosão da pista.

Considerações finais

A possibilidade de uso de VANT’s representa um grande avanço para o monitoramento de atividades ilícitas na Amazônia. Para o Censipam e todas as instituições parceiras que operam na região, a disponibilidade de plataformas alternativas de aquisição de imagens traz perspectivas de um monitoramento mais efetivo e da geração sistemática e operacional de dados consistentes e atualizados, os quais podem ser disponibilizados e compartilhados com maior frequência. Mais especificamente, a operação simultânea de sensores a bordo de VANT’s possibilitará a definição de padrões espaciais associados às atividades dos responsáveis por diversos crimes ambientais em imagens de diferentes fontes, principalmente de sensores radar, que são os mais adequados para a Amazônia. O menor custo operacional do VANT em relação aos sensores aerotransportados viabiliza maior frequência de obtenção de dados e a geração de uma biblioteca espectral de alvos.

Eristelma Teixeira de Jesus Barbosa Silva é geógrafa e mestre em geologia com área de concentração em processamento de dados e análise ambiental, pela Universidade de Brasília. Atua como coordenadora geral de operações no Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia (Censipam), do Ministério da Defesa, conduzindo atividades e projetos voltados ao monitoramento sistemático da Amazônia Legal.