Inovação brasileira usa laser e IA para medir carbono do solo com rapidez e precisão

Em um momento em que o enfrentamento às mudanças climáticas ganha força nas agendas globais, uma inovação da Embrapa Instrumentação (SP) promete revolucionar a medição do carbono estocado nos solos

O novo método, que utiliza laser e inteligência artificial, permite estimar simultaneamente a densidade aparente do solo e o teor de carbono, simplificando processos, reduzindo custos e acelerando iniciativas ligadas aos mercados de crédito de carbono.

Laser e aprendizado de máquina no campo

A técnica combina fotônica e aprendizado de máquina para gerar análises rápidas e precisas, adequadas a aplicações em larga escala, como agricultura de precisão e monitoramento ambiental. Baseado na espectroscopia de emissão por plasma induzido por laser (LIBS), o método substitui medições separadas de densidade e carbono por uma única análise integrada.

De acordo com o pesquisador Paulino Ribeiro Villas-Boas, em coautoria com Ladislau Martin Neto e Débora Milori, o modelo foi calibrado com 880 amostras de solos brasileiros — abrangendo Cerrado e Mata Atlântica — e já tem pedido de patente depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), além de estar em processo de licenciamento com o setor privado.

Eficiência, rapidez e menor custo

O método dispensa etapas demoradas de coleta e preparo, como ocorre no tradicional anel volumétrico, permitindo o uso de amostras deformadas — mais simples e baratas de obter. Isso torna o processo mais ágil e acessível para laboratórios, produtores e certificadoras.

Segundo Villas-Boas, “o método desenvolvido estima não apenas a densidade aparente, mas também o teor de carbono, possibilitando calcular o estoque de carbono em uma única análise feita por LIBS”.

Como funciona o LIBS

A técnica LIBS utiliza um pulso de laser de alta energia para gerar um microplasma na amostra, cuja emissão de luz funciona como uma “impressão digital” do material. Cada elemento químico — como carbono, ferro, cálcio ou silício — emite luz em comprimentos de onda específicos, o que permite identificar a composição do solo com precisão.

Além disso, o método requer tratamento mínimo das amostras, bastando remover partículas maiores e realizar secagem e homogeneização. Essa simplicidade amplia o potencial de uso em campo, inclusive em projetos de monitoramento contínuo de carbono no solo.

Avanço sobre métodos tradicionais

Nos procedimentos convencionais, é necessário abrir trincheiras profundas, usar equipamentos pesados e manipular cuidadosamente as amostras para evitar erros. Com o novo método, amostradores automáticos podem coletar o solo com rapidez e menor impacto, reduzindo custos operacionais e tempo de análise.

Solo saudável, clima equilibrado

A densidade do solo é um indicador essencial de estrutura, compactação e qualidade ambiental, e influencia diretamente os cálculos de estoque de carbono e nutrientes. Com a nova abordagem, será possível realizar estimativas mais frequentes e confiáveis, contribuindo para práticas agrícolas sustentáveis e mitigação das emissões de gases de efeito estufa.

Próximos passos e perspectivas

Os pesquisadores afirmam que o LIBS ainda tem amplo potencial de aprimoramento, especialmente com a integração a outras tecnologias de sensoriamento. Estudos futuros devem explorar a fusão de sensores e modelagem avançada para consolidar um sistema robusto de monitoramento de carbono do solo em tempo real.

O estudo, intitulado “LIBS for Rapid Soil Bulk Density and Carbon Stock Estimations: Toward Scalable Soil Carbon Monitoring”, contou com apoio do CNPq e da Fapesp, e foi na Revista Europeia de Ciência do Solo (European Journal of Soil Science).