Os avanços da
cafeicultura moderna compreendem o uso de diversas ferramentas tecnológicas, sendo uma das principais o sensoriamento remoto, que é a técnica de obter informações sobre um objeto sem tocá-lo.
Entender os seus princípios básicos é de grande importância para interpretar imagens de satélite ou drones relacionadas à área de produção de café e assim tomar decisões que contribuem para um manejo mais sustentável.
Veja neste artigo quais são os conceitos fundamentais do sensoriamento remoto, conheça os índices espectrais e como aplicar esse conhecimento à
cafeicultura de precisão.
Sensoriamento remoto: definições básicas
O sensoriamento remoto é uma forma de obter informações sobre um objeto ou área sem precisar tocá-lo diretamente.
Ele funciona porque cada coisa na superfície da Terra (como água, floresta ou cimento) reflete e emite a luz do Sol de uma maneira única, como uma "impressão digital".
É essa "assinatura" que os equipamentos captam para gerar imagens que podemos entender.
As informações são registradas por sensores especiais, que podem estar em câmeras, aviões ou satélites, como é o caso do sensor
MSI/Sentinel-2AB, usado no
sistema Safra do Café para monitorar lavouras.
Eles "enxergam" diferentes tipos de luz, incluindo algumas que são invisíveis para nossos olhos, como o infravermelho.
Tipos de sensores
Existem dois tipos principais de sensores:
- ativos: têm sua própria fonte de energia, como um farol. Eles emitem um sinal (como um radar) e captam o que volta depois de bater no alvo;
- passivos: não emitem sua própria luz. Eles apenas registram a luz natural refletida pela superfície da Terra ou o calor que ela emite, assim como uma câmera fotográfica comum.
Resoluções de imagens e a qualidade
A qualidade e o detalhe das imagens dependem de quatro tipos de resolução:
- Resolução espectral: é a capacidade do sensor de ver cores diferentes. Quanto mais "cores" (ou bandas) ele capturar, mais detalhada será a identificação do que está na imagem;
- Resolução espacial: é o nível de detalhe da imagem. Ela define o menor objeto que pode ser visto. Quanto menor o "pixel" (o pontinho que forma a imagem), mais nítida e detalhada ela será, permitindo ver coisas como carros e árvores;
- Resolução radiométrica: é a capacidade do sensor de perceber diferenças sutis de brilho ou intensidade de energia. Um sensor com alta resolução radiométrica consegue distinguir melhor entre tons muito parecidos;
- Resolução temporal: é com que frequência o sensor tira uma foto do mesmo local. Por exemplo, um satélite que passa sobre uma cidade a cada 5 dias tem uma resolução temporal melhor do que um que passa a cada 20 dias. Isso é importante para monitorar mudanças, como o crescimento de uma plantação.
Sensoriamento remoto aplicado à vegetação
Uma das aplicações do sensoriamento remoto é no monitoramento da vegetação. Desde a década de 1970, quando foi desenvolvido nos Estados Unidos, ele é usado para estudar florestas e áreas agrícolas. Também é dessa época os primeiros estudos no Brasil para monitorar cafezais, por meio do projeto
CAFESAT.
Para entender a relação do sensoriamento com a vegetação, precisamos saber como a luz do sol interage com uma folha.
Imagine uma folha com suas camadas: uma pele externa (epiderme) e, no seu interior, células cheias de cloroplastos, que são as "fábricas" verdes que usam a luz do sol para a planta crescer por meio de um processo chamado fotossíntese.
Quando a luz atinge uma folha, três fenômenos acontecem:
- Reflexão: parte da luz "quica" na superfície e volta;
- Absorção: parte da luz é capturada pela planta, principalmente para a fotossíntese;
- Transmissão: parte da luz passa direto pela folha.
A quantidade de luz refletida, absorvida ou transmitida depende das características da folha, como seus pigmentos (ex.: clorofila, que dá a cor verde) e a quantidade de água em suas células.
Assinatura espectral: o DNA da vegetação
Cada tipo de vegetação tem um padrão único de reflexão de luz, uma espécie de "assinatura espectral", que é como se fosse um DNA da vegetação. Esse padrão é influenciado pela sua estrutura, saúde e quantidade de água.
Os satélites captam essa assinatura em diferentes tipos de luz, e o comportamento da vegetação em cada uma delas é bem característico:
- Luz visível (as cores que enxergamos): as folhas saudáveis absorvem a maior parte da luz azul e vermelha para a fotossíntese e refletem um pouco de verde (por isso as vemos verdes). Nesta faixa, a absorção é muito forte;
- Infravermelho próximo (luz invisível aos nossos olhos): aqui acontece o oposto. A estrutura interna das folhas reflete fortemente essa luz. Folhas saudáveis e cheias refletem muito mais infravermelho próximo do que folhas doentes ou escassas;
- Infravermelho de ondas curtas (outro tipo de luz invisível): nesta região, a água dentro das folhas é a protagonista. Folhas com muita água absorvem essa luz, enquanto folhas secas refletem mais.
É por meio da análise desses diferentes padrões de reflexão que é possível identificar o tipo de cultura, monitorar a saúde da plantação, detectar estresse hídrico ou altas temperaturas, e relacionar esses dados com diversos outros fatores, como produtividade, incidência de doenças e pragas.
O que são índices espectrais e como usá-los na cafeicultura
Para transformar os dados captados pelos satélites em informações práticas sobre a vegetação, podemos utilizar os índices espectrais.
Esses índices são cálculos matemáticos que combinam diferentes "cores" ou bandas de luz (principalmente do visível e do infravermelho próximo) para realçar características específicas da planta.
A lógica fundamental é que uma folha saudável absorve fortemente a luz vermelha para a fotossíntese e reflete muito a luz infravermelha próxima devido à sua estrutura celular interna.
Os índices espectrais exploram esse contraste para nos dar insights sobre:
- Vigor e biomassa: quantidade e densidade da vegetação;
- Conteúdo de clorofila e nitrogênio: indicadores-chave do estado nutricional;
- Estresse hídrico: nível de água nas folhas;
- Umidade ambiental e do solo.
Índices mais utilizados e sua relação com o café
Diversos índices foram desenvolvidos para medir esses parâmetros. Abaixo estão os mais relevantes para a
cultura do café:
- NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada): é o índice mais conhecido, medindo o vigor vegetal. No entanto, em lavouras perenes como o café, com copas muito densas, o NDVI pode "saturar", ou seja, para de aumentar mesmo que a biomassa continue a crescer, perdendo sensibilidade;
- NDRE (Índice de Diferença Normalizada da Borda do Vermelho): supera a limitação do NDVI em dossel densos. É mais sensível ao teor de clorofila e nitrogênio nas folhas, sendo uma ferramenta superior para monitorar o estado nutricional do cafeeiro;
- GNDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada do Verde): similar ao NDVI, mas usa a banda verde. Também apresenta boa correlação com o nitrogênio foliar e é amplamente utilizado;
- CCCI (Índice de Conteúdo de Clorofila do Dossel): combina o NDRE e o NDVI para fornecer uma estimativa ainda mais precisa do teor de clorofila no dossel, otimizando o monitoramento nutricional;
- MSAVI2 (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo): criado para minimizar a interferência da reflectância do solo exposto na assinatura espectral da planta, sendo muito útil em lavouras jovens ou com falhas, ajudando a estimar o índice de área foliar e a biomassa;
- NDWI e NDMI
(Índices de Diferença Normalizada da Água e de Umidade): monitoram o conteúdo de água na vegetação e no solo. São ferramentas essenciais para identificar estresse hídrico e possíveis falhas na irrigação;
- NBR (Índice de Queimada Normalizado): Sensível a alterações na clorofila e no conteúdo de água, é usado para mapear áreas de estresse por altas temperaturas e risco de incêndios;
- TWI2
(Índice Triangular da Água): monitora a umidade do ar, servindo como parâmetro auxiliar na avaliação sobre condições de estresse climático em áreas de produção de café.
A importância da análise contextual no monitoramento do café
Apesar do poder dessas ferramentas, a interpretação correta vai além dos números. É fundamental considerar:
- aspectos visuais das imagens: cor, textura, forma, padrão e sombra nas imagens de satélite fornecem pistas contextuais importantes.
- ciclo fenológico da cultura: o estágio de desenvolvimento do cafeeiro (crescimento, floração, frutificação) influencia diretamente sua assinatura espectral. Um índice deve ser interpretado dentro da janela de tempo correta do ciclo da lavoura.
Assim, de forma comparativa, podemos dizer que os índices espectrais funcionam como um "exame de sangue" da lavoura, traduzindo a luz refletida pelo
cafezal
em diagnósticos precisos sobre sua saúde, nutrição e necessidades hídricas, permitindo que você tome decisões mais assertivas para o manejo e aumento da produtividade.
Acesse o
sistema Safra do Café e passe a monitorar a sua lavoura com imagens de satélite. Por enquanto, o acesso é gratuito e não precisa fazer cadastro. O sistema não faz gestão de dados armazena informações apenas de forma temporária para a realização das análises.
