Simagaia: Plataforma para Suporte à Decisão na Gestão Sustentável de Bacias Hidrográficas Agrícolas

Resumo

A gestão sustentável e resiliente de bacias hidrográficas com intensa atividade agrícola, como as que caracterizam a Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul, impõe desafios complexos e multidimensionais que demandam urgentemente a integração de conhecimento científico robusto e inovações tecnológicas que viabilizem a tomada de decisão informada e em tempo real por parte de produtores, cooperativas, comitês de bacia e gestores públicos. Essa decisão é frequentemente obstaculizada pela crítica lacuna de dados ambientais integrados e pela carência de ferramentas analíticas acessíveis e visualmente intuitivas, comprometendo seriamente a capacidade de avaliação contínua de processos hidrossedimentológicos complexos, da dinâmica espacial de nutrientes como fósforo e nitrogênio, e dos impactos cumulativos das mudanças no uso e cobertura do solo na quantidade e qualidade da água. Nesse contexto, este projeto propõe o desenvolvimento e a implementação operacional da plataforma SIMAGAIA (SAP 4673), que articula de forma sinérgica, e em tempo hábil, a potência do gerenciamento de água e solo por meio da modelagem hidrológica (SWAT), unida à riqueza de um sistema de monitoramento agroambiental que coleta dados in situ e à abrangência espacial oferecida pelo sensoriamento remoto. A inovação fundamental da plataforma reside em sua arquitetura integrada e modular, orientada para a criação, organização e disponibilização de produtos e serviços baseados no potencial criativo e capacidade executiva do ambiente curricular universitário, sinergizado pela atividade extensionista. A metodologia de desenvolvimento segue uma abordagem iterativa, modular e orientada tanto ao usuário final quanto à equipe acadêmica, envolvendo processos de co-criação com os colaboradores através de workshops de validação e prototipagem colaborativa. A implementação da plataforma inicia pela criação de um fluxo automatizado e escalável, no ambiente virtual Google Cloud Platform (GCP). A inserção e armazenamento de dados brutos de satélites, de sensores e coletados a campo acontece no Google Cloud Storage e é automatizada e tabulada pela BigQuery, que organiza um banco de dados, permitindo acessá-los de forma rápida e viabiliza o cruzamento de dados. A modelagem e a análise dos dados remotos é realizada com auxílio do Google Earth Engine, integrado nativamente ao GCP, com o intuito de gerar, principalmente, séries temporais de índices de vegetação, classificações de uso e cobertura do solo e detecção de mudanças como irrigação e desmatamento em tempo quase real. Modelos de previsão de cenários de produtividade ou erosão, por exemplo, podem ser acessados pelos usuários e são gerados na AI Platform, também no GCP. O modelo SWAT pode ser rodado em alta velocidade em casos de grande volume de dados por meio da Compute Engine do GCP, onde têm-se um compilado de computadores virtuais destinado à rodagem de simulações complexas. Então, a visualização, aplicação e entrega, isto é, a interface com os usuários finais, ou seja, com os clientes, se dá com apoio do Looker Studio, onde painéis personalizados e interativos são criados e podem ser também inseridos na BigQuery para serem automaticamente atualizados sempre que o modelo for recalibrado. O ambiente Google Workspace também é utilizado para compartilhamento de resultados preliminares, relatórios e reuniões, via Google Meet, entre a equipe acadêmica que opera a SIMAGAIA e também com usuários dos serviços ofertados. Os resultados incluem a geração de produtos técnicos, treinamentos e ações tais como: relatórios, modelagens de cenários, mapas temáticos, bancos de dados, e simultaneamente, a formação prática e empreendedora de estudantes e usuários através de bolsas, treinamentos e cursos. Não menos importantes são: a criação de uma fonte de receita para a universidade; a discussão sobre a problemática agroambiental; a redução da evasão universitária; e, especialmente, o suporte à tomada de decisão consciente em gestão pública e privada no que tange às bacias hidrográficas agrícolas da região. Financeiramente, o modelo viabiliza sua própria sustentação, com a receita dos serviços financiando bolsas, a aquisição de equipamentos, sensores, reagentes e a contínua modernização do LABii. Conclui-se que a SIMAGAIA representa um avanço significativo ao oferecer uma solução tecnologicamente completa e cientificamente embasada, com claro potencial de transferência para o mercado através de parcerias com fundações de apoio, capacitando produtores e gestores na otimização de recursos hídricos e na promoção efetiva da sustentabilidade do agronegócio, fortalecendo assim a governança ambiental participativa na região. A plataforma SIMAGAIA surge academicamente como um modelo de custo eficiente, fornecendo confiabilidade e segurança à equipe e aos usuários finais e uma escalabilidade ilimitada.