Uma réplica virtual da Lagoa dos Patos é capaz de simular, antes que aconteçam, os efeitos de tempestades, enchentes, ventos fortes e elevação do nível da água na região. Desenvolvido pelo Centro Interinstitucional de Observação e Previsão de Eventos Extremos (CIEX), da Universidade Federal do Rio Grande (Furg), o chamado gêmeo digital reúne informações meteorológicas, oceanográficas e geográficas para reproduzir, em computador, o comportamento da lagoa e dos municípios do entorno.
Considerada uma tecnologia pioneira no Brasil para aplicações ambientais, a ferramenta utiliza modelos físicos e inteligência artificial para projetar cenários que podem auxiliar a Defesa Civil e outros órgãos públicos na preparação para eventos extremos.
Uma cópia virtual da Lagoa
Na prática, o sistema funciona como uma cópia virtual da Lagoa dos Patos.
Diariamente, ele recebe milhares de informações coletadas por estações meteorológicas, sensores, boias oceanográficas e modelos de previsão do tempo. Esses dados alimentam um ambiente digital capaz de reproduzir as condições reais da lagoa, do estuário e da faixa costeira.
A partir dessas informações, o sistema consegue simular diferentes cenários antes que eles ocorram.
Se há previsão de chuva intensa, por exemplo, o gêmeo digital calcula como o aumento do volume de água poderá alterar os níveis da lagoa, quais áreas apresentam maior risco de inundação e de que forma ventos e correntes podem influenciar esse comportamento.
— O gêmeo digital é uma réplica virtual do mundo físico. Essa virtualização permite reconstruir cenários complexos e trabalhar com previsões avançadas. Isso nos dá um grande poder de antecipação de eventos — explica Marcelo Pias, professor do Centro de Ciências Computacionais e coordenador-adjunto do CIEX.
Inteligência artificial melhora as previsões
O diferencial da plataforma está na combinação entre modelos físicos tradicionais e inteligência artificial.
Enquanto os modelos matemáticos calculam como chuva, vento, ondas e marés interagem entre si, algoritmos de inteligência artificial analisam grandes volumes de dados para tornar as previsões mais próximas da realidade.
— O gêmeo digital se alimenta de muitos dados e reúne diversos modelos físicos. A inteligência artificial acrescenta novas camadas de análise para aumentar a precisão das previsões — afirma Pias.
Segundo ele, quanto mais informações o sistema recebe, maior tende a ser a confiabilidade das simulações.
Da previsão do tempo à Lagoa dos Patos
O monitoramento começa em uma escala muito maior do que a lagoa.
Pesquisadores acompanham diariamente a formação e o deslocamento de sistemas atmosféricos sobre a América do Sul para identificar fenômenos que possam atingir o Rio Grande do Sul.
— Conseguimos acompanhar a evolução desses sistemas e verificar como eles chegarão à região Sul, observando velocidade e direção dos ventos, além da altura e direção das ondas — explica Elisa Fernandes, coordenadora do CIEX.
Essas informações alimentam, então, modelos específicos da região costeira.
Com isso, o sistema passa a calcular como a Lagoa dos Patos, o estuário e o litoral devem responder às condições meteorológicas previstas.
— A partir desse modelo de maior escala conseguimos acompanhar a variação do nível da lagoa, das correntes e de outros parâmetros que influenciam diretamente os eventos extremos — afirma Elisa.
Tecnologia pode apoiar decisões
As simulações produzidas pelo gêmeo digital podem ser apresentadas em plataformas adaptadas para diferentes usuários.
A expectativa é que os dados auxiliem órgãos públicos, forças de segurança e Defesas Civis na tomada de decisões, permitindo maior antecedência para ações preventivas.
— É muito difícil fazer previsões. Mas, quanto mais próximo conseguimos chegar da realidade, melhor podemos antecipar cenários e apoiar quem precisa tomar decisões — diz Pias.
Projeto forma pesquisadores
Além do desenvolvimento tecnológico, o CIEX também atua na formação de profissionais.
Atualmente, cerca de 40 estudantes de graduação e pós-graduação da Furg participam da construção da plataforma ao lado de pesquisadores.
— Boa parte das mãos que estão desenvolvendo essa tecnologia são as mãos dos nossos estudantes — afirma Pias.
Segundo o coordenador, o objetivo é expandir o uso do gêmeo digital para outras regiões brasileiras.
— Somos o primeiro gêmeo digital do país voltado para aplicações ambientais. Agora queremos ampliar essa rede para que outras regiões também possam utilizar esse conhecimento.
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