quarta-feira, 11 de janeiro de 2017

Poluentes de vida curta aumentam nível do mar


CAMILA FARIA
do Observatório do Clima

09/01/2017

Impacto causado por gases como o metano e HFCs pode durar 800 anos, mesmo que esses poluentes permaneçam por poucas décadas na atmosfera, dizem cientistas norte-americanos.


Estudo publicado nesta segunda-feira (09) no periódico PNAS, da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, aumenta preocupação com gases de efeito estufa de meia-vida curta e seus efeitos de aquecimento no oceano. A publicação afirma que a permanência no oceano de gases como metano e ozônio, cujos tempos de permanência na atmosfera são de dias a anos, e não de séculos a milênios, como o CO2, contribui para o aumento do nível do mar por um tempo muito maior do que o observado em efeitos atmosféricos.
O aquecimento da atmosfera causado pela emissão de gases-estufa transmite calor para as águas e eleva a temperatura dos oceanos, o que faz a água se expandir, contribuindo para o aumento do nível do mar. O efeito é semelhante ao verificado numa chaleira, onde a água sobe de nível à medida que se aquece.
Por causa da inércia térmica, grandes massas de água demoram a esquentar, especialmente em níveis mais profundos. Isso significa que a água continuará a se expandir e seu nível continuará a aumentar por centenas ou milhares de anos, efeito conhecido por cientistas que estudam emissões de CO2. As possíveis consequências catastróficas já estão no imaginário coletivo da humanidade: inundações, abandono de cidades litorâneas, perdas na agricultura e maior vulnerabilidade a tempestades são alguns dos acompanhantes de um aquecimento desenfreado.
O novo estudo, liderado por Kirsten Zickfeld, da Universidade Burnaby, no Canadá, mostra que os gases que possuem um tempo de permanência mais curto na atmosfera também representam aumento de longo prazo no nível do mar. Um cálculo feito por Burnaby e seus colegas Susan Solomon e Daniel Gilford, ambos do MIT, avaliou um cenário no qual as emissões de metano, ozônio e hidrofluorocarbonos (HFCs) seguem no ritmo atual até 2050 e imediatamente param.
Isso bastaria para causar um aumento do nível do mar de 90 centímetros em 800 anos, apesar da meia vida curta dos gases analisados. Em outro exemplo, o estudo afirma que pelo menos metade do aumento do nível do mar devido à temperatura causado pelas emissões de metano (CH4), o segundo maior causador do aquecimento global depois do CO2, deve permanecer por mais de 200 anos, mesmo que as emissões antropogênicas parem, apesar da meia-vida atmosférica de dez anos desse gás.
“Isso ocorre por causa da enorme inércia do oceano na absorção de calor. Não era uma notícia esperada, pois achava-se que a resposta seria muito mais rápida e que gases de meia vida curta não influenciariam em escalas de tempo tão longas, como a de 800 anos apresentada no estudo”, explica o físico Paulo Artaxo, da USP.
“Ações adotadas para reduzir emissões de gases de vida curta podem mitigar séculos de aumento do nível do mar adicional”, escreveram os autores.
O controle da emissão de gases de baixa meia-vida é uma estratégia recente de mitigação da mudança climática. Alguns países, como o México, têm adotado programas para atacar essas fontes de poluição, justamente por elas serem setoriais, mais fáceis de controlar do que o CO2 a baixo custo, e fazerem diferença na temperatura da atmosfera a curto prazo.
Pelo menos uma família desses poluentes, os CFCs (clorofluorcarbonos) já foram objeto de um banimento bem-sucedido. O Protocolo de Montréal, em 1987, determinou a eliminação desses gases, que causavam a destruição da camada de ozônio. Coincidentemente, a americana Susan Solomon, coautora do novo estudo, teve um papel fundamental nisso: foi ela quem descobriu, nos anos 1980, que as reações dos CFCs que destruíam o ozônio ocorriam em nuvens estratosféricas na Antártida.
O revés dessa medida foi sua substituição pelos HFCs, muito presentes em aparelhos de ar condicionado e geladeiras, que não afetam a camada de ozônio, mas possuem impacto maior sobre o efeito estufa, aprisionando milhares de vezes mais calor do que o dióxido de carbono. No ano passado, em Kigali, Ruanda, foi aprovada uma emenda para o Protocolo que prevê a redução dos HFCs a partir de 2019.
“Ações adotadas para reduzir emissões de gases de vida curta podem mitigar séculos de aumento do nível do mar adicional”, escreveram os autores.

sexta-feira, 16 de dezembro de 2016

INPE aumenta capacidade de processamento de software livre para modelagem ambiental

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) lança nova versão de ferramenta para apoio à tomada de decisão em questões de planejamento territorial e ambiental: o LuccME 3.0 (Land Use and Cover Change Modeling Environment). O software livre permite que se construam facilmente modelos para estudos sobre desmatamento, expansão da agricultura, desertificação, degradação florestal, crescimento urbano e outros processos de mudanças de uso e cobertura da terra em diferentes escalas.

"A grande novidade da versão 3.0 é que ela vem totalmente remodelada por dentro, graças aos avanços dos sistemas TerraME 2.0 e TerraLib 5.0. Agora nossa capacidade de lidar com grandes bancos de dados geográficos, assim como a velocidade de processamento, aumentou significativamente", diz Ana Paula Aguiar, pesquisadora do Centro de Ciência do Sistema Terrestre do INPE e responsável pelo projeto LuccME.

Entre as melhorias destacam-se a interface gráfica, o aprimoramento da documentação, novos componentes e métricas de validação na própria ferramenta, para facilitar a calibração dos modelos. Outra vantagem é que os modelos agora podem acessar arquivos no formato mais utilizado na área de geoprocessamento. Logo, tanto dados de entrada como resultados gerados podem ser manipulados diretamente em qualquer sistema de informações geográficas.

O LuccME tem como base as novas versões do TerraME e TerraLib, ambos também produtos tecnológicos do INPE desenvolvidos com instituições parceiras, em especial a Universidade Federal de Ouro Preto. Como são softwares livres, os usuários podem combinar os componentes disponíveis ou criar outros, com novas funcionalidades, pois o código é aberto.

Já o TerraME é um ambiente de programação para modelagem dinâmica espacial, para vários tipos de aplicação, além da modelagem de uso da terra. Ele suporta autômatos celulares, modelos baseados em agentes e modelos de rede em execução em espaços de células 2D. O TerraME, por sua vez, fornece através da biblioteca TerraLib uma interface para acessar bancos de dados geográficos que armazenam informações geoespaciais.

As melhorias do LuccME são financiadas pelo Fundo Amazônia através do projeto MSA/BNDES (Monitoramento Ambiental por Satélite no Bioma Amazônia). Em 2017, como parte do projeto, serão oferecidos cursos de treinamento e o suporte para o desenvolvimento de novas aplicações. Mais informações através do email luccme@inpe.br"

O download da nova versão pode ser feito no site do LuccME 

quarta-feira, 14 de dezembro de 2016

Documento do governo reúne ações para enfrentar mudanças climáticas

A Terceira Comunicação Nacional do Brasil (TCN), documento que reúne ações para a implementação dos compromissos assumidos pelo País na 21ª Conferência das Partes, foi apresentado à Câmara dos Deputados

O secretário de Políticas e Programas de Pesquisa e Desenvolvimento do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), Jailson de Andrade, apresentou na Câmara dos Deputados o papel da Terceira Comunicação Nacional do Brasil (TCN), documento que reúne ações para a implementação dos compromissos assumidos pelo País na 21ª Conferência das Partes (COP 21), em dezembro de 2015, em Paris, na França.

O documento contém resultados de políticas públicas, pesquisas para identificar vulnerabilidades, esforços para elaborar planos em busca da redução de emissões de gases de efeito estufa e outras iniciativas do governo a fim de conter o desmatamento, melhorar a eficiência energética, os meios de produção agrícola e pecuária, para reduzir os efeitos causados pelas mudanças climáticas.

“A TCN foi apresentada como documento brasileiro para a COP 21 e se constitui de uma compilação de dados de diversas publicações, com participação direta de 382 autores, que representam 140 instituições, sem mencionar a colaboração e a revisão de outros ministérios do governo federal”, disse Jailson, ao ressaltar que o MCTIC já discute com outras pastas e parceiros a elaboração da Quarta Comunicação Nacional.

O documento é um trabalho coletivo do governo, coordenado pelo MCTIC e desenvolvido com diversas instituições e especialistas representados em grande parte pela Rede Brasileira de Pesquisas sobre Mudanças Climáticas Globais (Rede Clima). A primeira edição do documento é de 2004 e a segunda, de 2010. A terceira versão do TCN possui quatro volumes, que já estão disponíveis no portal do MCTIC, em versões em inglês e português.

“Entende-se que o componente científico e tecnológico tem um papel absolutamente relevante no enfrentamento dos desafios colocados pelas mudanças climáticas”, ressaltou o coordenador-geral de Mudanças Globais de Clima do MCTIC, Márcio Rojas.

Assinado por 195 nações no fim de 2015, o Acordo de Paris está em vigor desde 4 de novembro de 2016. O presidente da República, Michel Temer, havia depositado o instrumento de ratificação em setembro deste ano.

Agência Gestão CT&I/ABIPTI, com informações do MCTIC - via JCNoticias

Emissões de metano disparam e agravam mudanças climáticas

Cientistas pedem atenção ‘urgente’ para poluição do setor de agropecuária

O metano proveniente da produção de alimentos coloca em risco as iniciativas globais para conter as mudanças climáticas, alertaram cientistas nesta segunda-feira. Em artigos paralelos, publicados nos periódicos “Earth System Science Data” e “Environmental Research Letters”, os pesquisadores alertam que as emissões de metano aumentaram drasticamente nos últimos anos e se aproximam do “pior cenário” reconhecido internacionalmente para emissões de gases-estufa, com risco de elevação das temperaturas médias globais em até 4 graus Celsius.

Leia na íntegra: O Globo

Está provado: aquecimento derreteu geleiras

Estudo detecta pela primeira vez impressão digital inequívoca de mudança climática na perda acelerada de glaciares de montanha; para cientistas, impacto do clima é “virtualmente certo”

Uma nova metodologia sugere que o aquecimento global e suas causas humanas são realmente os grandes responsáveis pelo recuo de geleiras de montanha durante os séculos 20 e 21. Essas massas de gelo são fundamentais para o abastecimento de água em várias localidades, como a Bolívia, que vive sua pior seca em 25 anos e tem boa parte de seu fornecimento dependente dos Andes, e têm diminuído ao redor do planeta em regiões tão diversas quanto o Alasca e os trópicos africanos, a Patagônia e a Suíça.

O estudo é importante porque fornece pela primeira vez uma prova categórica daquela que é uma das consequências previstas mais imediatas de um planeta mais quente. Embora o elo entre a mudança climática causada por atividades humanas e o degelo esteja claro há anos, até agora os modelos computacionais usados para modelar o clima não conseguiam ligar o derretimento de geleiras individuais ao aquecimento global.

O relatório de avaliação do IPCC, painel do clima das Nações Unidas, por exemplo, afirmou em 2013 que era “provável” (conceito que representa cerca de 66% de possibilidade, no linguajar estatístico do IPCC) que os níveis de degelo monitorados no período tivessem sido de fato causados por mudanças climáticas.

O estudo da Universidade de Washington (EUA), publicado no periódico Nature Climate Change e apresentado hoje (12) durante evento da União Geofísica Americana (AGU), em São Francisco, eleva esse grau de confiança: o documento afirma que, para quase todas as geleiras contempladas, a influência de mudanças climáticas no derretimento é de mais de 90%, chegando, na maior parte dos casos estudados, a 99%. Isto equivale, na terminologia do IPCC, a dizer que é “virtualmente certo” que a causa do derretimento seja o clima alterado.

A análise do trio de cientistas foi realizada em 37 geleiras ao redor do mundo, com condições geográficas e ambientais diversas. Destas, 36 tinham 90% ou mais de probabilidade de terem tido seu degelo influenciado pela mudança climática. Em 21 delas, a chance era de 99%.

O grupo utilizou registros históricos e observação meteorológica das regiões para comparar variações naturais no tamanho das geleiras com mudanças observadas nos séculos 20 e 21 e calcular um coeficiente de variação desses dados. As alterações são então comparadas com um cenário sem mudanças no clima para calcular a probabilidade de relação de causa.

“Nossa pesquisa demonstra que a diminuição global de geleiras requer necessariamente uma mudança no clima de duração centenária e âmbito global”, afirmou ao OC o glaciologista Gerard Roe, pesquisador da Universidade de Washington e líder do estudo.

“É o estudo de atribuição mais abrangente até hoje sobre o recuo de geleiras. Esperamos que nosso trabalho possa facilitar conclusões mais assertivas sobre o tema para a próxima elaboração de relatórios do IPCC”, afirma.

Estudos de atribuição, como este, buscam estabelecer as causas mais prováveis para uma mudança ou evento, utilizando os níveis de confiança estabelecidos pelo IPCC. A técnica incorporada na publicação não exige o uso de modelos computacionais e pode ser aplicada em qualquer região que possua um registro de observações suficientemente extenso.

O glaciologista brasileiro Jefferson Simões, diretor do Centro Polar e Climático da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, reforça a importância da conclusão dos cientistas: “Os comportamentos das geleiras é demonstrativo de tendências nas escalas temporais de décadas e a retração observada ao longo do século 20 é uma resposta às tendências climáticas do século passado, não uma recuperação dinâmica de quaisquer condições antecedentes”, explica.

“Materiais midiáticos e educacionais utilizam muito a figura das geleiras, e nosso trabalho ajuda a fundamentar essa conexão. As observações que nos ajudam a compreender mudanças climáticas causadas pelo homem estão além de questionamentos”, pontua Roe, sinalizando também para a utilização da nova metodologia e suas implicações na formulação e continuidade de políticas públicas. “Qualquer político possui a responsabilidade moral de buscar compreender atentamente as informações de milhares de especialistas. Esse conhecimento não deve ser negado ou minimizado”, conclui.

Observatório do Clima

segunda-feira, 12 de dezembro de 2016

#GavinSchmidt: Chaos and Climate

Palestra sobre Caos e Clima por:



A talk on chaos and climate by me at the in late 2015.

 https://twitter.com/ClimateOfGavin/status/808384424861528064

or YouTube:  https://www.youtube.com/watch?v=5fYbr_dY01Q

terça-feira, 6 de dezembro de 2016

Projeto Recicla Seridó será lançado nesta quarta-feira, em Caicó

A Cáritas Diocesana de Caicó lança nesta quarta-feira (07) o projeto Recicla Seridó que tem como finalidade criar uma rede de articulação de catadores de materiais recicláveis da região. O evento será realizado no auditório do Centro Pastoral Dom Wagner, a partir das 10 horas.

O Recicla Seridó visa o fortalecimento dos empreendimentos econômicos solidários existentes, possibilitando o aumento da geração de renda e melhoria da qualidade de vida. Além de Caicó, o projeto contemplará as organizações de catadores de Parelhas, Santana do Matos, Currais Novos e Acari, entre fevereiro e setembro de 2017.

Dentre os objetivos do Recicla Seridó, destacam-se: a qualificação dos catadores de materiais recicláveis sobre temas como associativismo, cooperativismo, autogestão, liderança, entre outros; a sensibilização da sociedade através de campanha educativa integrada sobre coleta de materiais recicláveis, buscando parcerias com os setores público e privado; bem com sua expansão através de monitoramento e avaliação sistemática das organizações de catadores.


Fonte:  Blog RP

sexta-feira, 2 de dezembro de 2016

PRODES estima 7.989 km2 de desmatamento por corte raso na Amazônia em 2016

A estimativa da taxa de desmatamento na Amazônia do Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal por Satélite (PRODES), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), foi finalizada e aponta a taxa de 7.989 km2 de corte raso no período de agosto de 2015 a julho de 2016.

A taxa de desmatamento estimada pelo PRODES 2016 indica um aumento de 29% em relação a 2015, ano em que foram medidos 6.207 km2. No entanto, a taxa atual representa uma redução de 71% em relação à registrada em 2004, ano em que foi iniciado pelo Governo Federal o Plano para Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia (PPCDAm), atualmente coordenado pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA).

Com o PRODES, o INPE realiza o monitoramento sistemático na Amazônia Legal e produz, desde 1988, as taxas anuais de desmatamento na região, que são usadas pelo governo brasileiro para avaliação e estabelecimento de políticas públicas relativas ao controle do desmatamento ilegal. Os dados são imprescindíveis para toda a sociedade e embasam ações bem-sucedidas como a Moratória da Soja e Termo de Ajuste de Conduta da cadeia produtiva de carne bovina, entre outras iniciativas.

Leia mais aqui.

sábado, 26 de novembro de 2016

#UNESCO: Mudança climática ameaça segurança das mulheres

Neste Dia Internacional da Eliminação da Violência contra a Mulher, a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) chamou atenção para a mudança climática e os recursos escassos como fatores que alimentam a violência contra as mulheres — em casa, nas ruas e durante desastres naturais causados pelo clima.


 
Na Tanzânia, a produtora Hadija Yusuph busca, na agricultura, o sustento para a sua família. Foto: PMA
Estudos mostram que as mulheres são responsáveis por 65% da produção alimentar doméstica na Ásia, por 75% na África Subsaariana e por 45% na América Latina, segundo a UNESCO. Foto: ONU.


Neste Dia Internacional da Eliminação da Violência contra a Mulher, a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) chamou atenção para a mudança climática e os recursos escassos como fatores que alimentam a violência contra as mulheres — em casa, nas ruas e durante desastres naturais causados pelo clima.

A mudança climática é um multiplicador de ameaças — pode agravar a migração e o deslocamento de populações, assim como contribuir para problemas nas colheitas ou inundações, aumentando assim a pressão nos lares e nos meios de subsistência, disse em mensagem a diretora-executiva da UNESCO, Irina Bokova.

Estudos mostram que as mulheres são responsáveis por 65% da produção alimentar doméstica na Ásia, por 75% na África Subsaariana e por 45% na América Latina. Com frequência, são os papéis tradicionais das mulheres que as colocam em maiores riscos derivados da mudança climática – elas se tornam vulneráveis à violência ao ter de andar dezenas de quilômetros todos os dias para garantir comida, água e lenha, ou após serem deslocadas ou empobrecidas por desastres.
“A perda dos meios de subsistência e a pobreza também podem aumentar a violência doméstica por causa de pressões econômicas, e devido a práticas persistentes de mutilação genital feminina e casamento infantil”, disse Bokova.

Nesse contexto, a UNESCO ajuda a fortalecer a resiliência diante da mudança climática, integrando uma abordagem de gênero em todas as suas ações. Tomando como ponto de partida parcerias e iniciativas, a agência da ONU leva adiante a ideia de que mulheres e meninas são essenciais para se enfrentar a mudança climática, especialmente, por exemplo, no gerenciamento de recursos hídricos e na prontidão para riscos de desastres.

“Sabemos que as emissões de gases de efeito estufa causam impactos no planeta. Também devemos reconhecer que a mudança climática provoca impactos na vida de meninas e mulheres em todo o mundo”, declarou Bokova.

“Estamos diante da entrada em vigor do Acordo de Paris para o clima e nos preparamos para uma realização bem-sucedida da COP22 em Marrakech – por isso, não devemos nos esquecer de metade da nossa população e do enorme potencial que essa parcela representa. As mulheres devem estar no centro de todas as soluções dos efeitos da mudança climática.”

Fonte: ONU_BR

sexta-feira, 25 de novembro de 2016

Aplicações de projeto sobre redes complexas vão da meteorologia ao estudo de epidemias

Uma infinidade de redes permeia nosso mundo e algumas são constituídas por bilhões de componentes - a rede de computadores, a rede de telefonia, a rede elétrica, a rede de amigos no Facebook, a rede de neurônios etc. O que existe em comum entre a rede que liga seus amigos no Facebook e a que conecta seus neurônios? Apesar das duas redes serem realmente muito diferentes, suas estruturas serão muito parecidas.

Uma colaboração internacional Brasil-Alemanha, da qual participa o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Universidade de São Paulo (USP), trabalha justamente com os princípios e fundamentos em redes complexas mais gerais.

Tendo como exemplo a relação entre a rede social e o cérebro, cada pessoa no Facebook ou cada neurônio seria transformado em um ponto. Cientistas de redes complexas poderiam avaliar as relações e conexões que existem entre cada pessoa (são amigas ou não?) e também entre cada neurônio. A seguir, representariam essas conexões por meio de retas.

O que os cientistas criam quando transformam essas redes em pontos no espaço e os interligam por meio de retas é chamado, tecnicamente, de grafo. Um grafo é um prato cheio para qualquer pesquisador, porque eles podem extrair desse tipo de objeto matemático uma série de informações que, se olhássemos para uma rede complexa de outra forma, seria humanamente impossível analisar. Em um grafo, fica mais fácil identificar os pontos que têm mais conexões e, portanto, são mais centrais naquela rede.

"Se você analisa um neurônio isoladamente, não consegue explicar a memória, a consciência, nada disso. Você precisa olhar como eles estão conectados, ou seja, o todo. Só assim podemos compreender como o nosso cérebro funciona", explica Francisco Rodrigues, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. Essa é outra característica que conecta a rede de seus amigos no Facebook à rede de seus neurônios: eles não podem ser compreendidos de forma isolada, mas somente em relação ao todo.

"O que acontece se eu tenho uma doença e uma parte dos meus neurônios são eliminados? Qual a consequência do desmatamento na Amazônia para o transporte de umidade ao Sudeste do Brasil? Precisamos de ferramentas que nos respondam esse tipo de pergunta, que levem em consideração os diversos agentes que interagem de forma complexa nesses sistemas, formando redes", acrescenta Elbert Macau, do INPE.

Há cinco anos, Elbert coordena, pelo lado brasileiro, o projeto Fenômenos Dinâmicos em Redes Complexas, que une matemáticos, biólogos, cientistas da computação, meteorologistas, físicos, engenheiros e químicos provenientes de 10 diferentes instituições de pesquisa, sendo seis delas do Brasil e quatro da Alemanha. Entre o fim de setembro e o início de outubro, esses cientistas realizaram um evento no ICMC, a quarta edição do ComplexNet – Workshop and School on Dynamics, Transport and Control in Complex Networks. A iniciativa marcou o fim da primeira jornada do projeto e o começo de um novo ciclo, quevai durar mais cinco anos.

Financiado conjuntamente pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pela Sociedade Alemã de Amparo à Pesquisa (DFG), o projeto temático já produziu bons resultados como vários artigos publicados em revistas científicas de alto fator de impacto, como a Nature, e promete ir além. Ao propiciar uma melhor compreensão sobre diversos fenômenos, a iniciativa está ajudando a fortalecer um novo campo do conhecimento, que pode gerar impactos relevantes na vida de todos nós.

Esquizofrenia e epidemias

"O cérebro, o clima, as interações biológicas, as cidades, as redes sociais, os terremotos… O que esses sistemas têm em comum? Você pode representar a estrutura deles como um grafo e pode usar um mesmo conjunto de ferramentas para resolver os diversos problemas que surgem nesses contextos. Uma rede complexa nada mais é do que a estrutura de um sistema complexo", descreve Francisco.

As redes complexas têm ajudado o professor na identificação das diferenças entre os cérebros de pessoas saudáveis e daquelas que apresentam esquizofrenia, um transtorno mental que dificulta a distinção entre as experiências reais e imaginárias, interfere no pensamento lógico e tem causas ainda desconhecidas. "A partir de um scanner de ressonância magnética, mapeamos o cérebro e analisamos os dados das redes corticais. Quando a pessoa tem a doença, o cérebro é menos organizado em determinadas regiões do que o de uma pessoa que não tem", relata Francisco. Para identificar essa desorganização cerebral, o modelo matemático desenvolvido na pesquisa extrai e analisa 54 características das redes corticais e consegue identificar, com 80% de precisão, qual ressonância pertence a um paciente que tem o distúrbio. Agora, o próximo passo é aplicar o mesmo método para diagnosticar outros tipos de transtornos como o autismo (assista ao vídeo).

Esse é apenas um exemplo do tipo de trabalho que vem sendo realizado no campo da neurociência com as redes complexas e que poderá, por meio da criação de modelos matemáticos computacionais, facilitar o diagnóstico médico futuro de uma série de distúrbios. Na biologia, as redes complexas também têm sido empregadas para construir mapas que ajudam a compreender as interações entre nossos genes, as proteínas, os processos metabólicos e outros componentes celulares.

Agora imagine o que acontece quando uma epidemia se propaga. Nesse caso, também existe toda uma rede complexa que precisa ser melhor compreendida pela humanidade para que possamos conter a disseminação de uma doença contagiosa, por exemplo. "Nesse caso, entender os tempos corretos de diagnóstico e isolamento é fundamental para a saúde da população", conta o professor Tiago Pereira, do ICMC. Ele coorientou a pesquisa de doutorado do matemático alemão Stefan Ruschel, da Universidade de Humboldt, em Berlim. Utilizando bases de dados da Organização Mundial da Saúde sobre a gripe H1N1, os pesquisadores estudaram como extinguir a doença. A população foi dividida em três grupos: saudáveis, doentes e isolados. A partir de modelos matemáticos, foi calculado o tempo ideal para identificação da doença bem como o tempo de isolamento necessário para a cura (assista ao vídeo).

"O mais importante, nessas doenças, é o tempo de identificação. Se você consegue rastrear todos os doentes em nove dias e curá-los ou colocá-los em quarentena, a epidemia será controlada", revela Stefan. "No caso da H1N1, depois de 30 dias não há mais chance de se controlar a doença", acrescenta o alemão. "O prazo de nove dias é economicamente inviável porque você teria que diagnosticar muita gente em pouco tempo", pondera Tiago. Ele explica que, considerando-se a inviabilidade desse diagnóstico em tão pouco tempo, passa a ser decisivo, para o controle da epidemia, manter os doentes isolados no tempo ideal. "Se você isolar a pessoa por um tempo ideal, a doença é extinta, mas se você isolar a pessoa além desse tempo, a doença vai reaparecer", conclui.

Secas, chuvas e ventos

Pense agora na atmosfera terrestre. "Ela é um fluido, não tem nenhuma fronteira a não ser a superfície e o espaço. O que acontece no Oceano Pacífico ou no Índico pode nos influenciar", conta o pesquisador Gilvan Sampaio, do INPE. Na opinião dele, o ferramental das redes complexas possibilita avançar na compreensão dos fenômenos climáticos e meteorológicos em comparação com as técnicas tradicionais que são usadas, há pelo menos 30 anos, pelos cientistas que atuam nessa área.

O professor Henrique Barbosa, do Instituto de Física da USP, diz que os primeiros artigos científicos que tratam da aplicação das redes complexas no contexto da climatologia e da meteorologia são bastante recentes, datam de cerca de 10 anos atrás. Ele dá um exemplo para explicar como essas redes podem ser empregadas para capturar a complexidade do clima no mundo. Comece analisando a quantidade e a distribuição das chuvas em todo o planeta nos últimos anos. Uma maneira de estudar se há uma relação entre esse índice pluviométrico e a variação de temperatura na superfície do mar em todo o mundo é considerar que cada posição no globo é um nó em uma rede complexa, um pontinho no papel: "Eu só vou ligar um par de pontos se houver uma correlação alta entre a precipitação em um e a temperatura do mar no outro. No final, eu tenho muitos pontos, com muitas linhas conectadas. Então, passo a estudar esse objeto matemático".

Esse objeto, que representa a relação entre a quantidade de chuva e a variação de temperatura na superfície do mar em todo o globo, pode ajudar os cientistas a entenderem se essas chuvas estão conectadas a fenômenos como o El Niño, que consiste na mudança da temperatura da superfície da água do Oceano Pacífico. Note que esse objeto é também um grafo e que as ferramentas empregadas para analisá-lo são as mesmas que outros cientistas usaram para ver como funcionam as redes que conectam os neurônios do seu cérebro e também seus amigos no Facebook.

"Nós usamos a técnica de redes complexas para entender os eventos extremos de precipitação da América do Sul. Tem uma vasta literatura científica a respeito da umidade que vem da Amazônia, que é transportada pelos jatos de baixos níveis para a região do Sudeste, os quais são ventos bem acelerados que vêm da Amazônia em direção ao Sudeste. Quando isso está acontecendo, detectamos mais chuvas e tempestades por aqui", revela Barbosa. "Nós então construímos uma rede complexa para representar os eventos extremos de precipitação. O que descobrimos foi que esses eventos extremos se propagam de sul para norte (da Bacia do Prata em direção aos Andes Bolivianos), em direção contrária ao fluxo de umidade que vem da Amazônia. Essa análise também nos permitiu criar um modelo que, com 24 horas de antecedência, prevê a ocorrência de chuva extremas no planalto Andino", completa o professor. As conclusões estão destacadas no artigo Prediction of extreme floods in the eastern Central Andes based on a complex networks approach, publicado em 2014 na Nature Communications.

Henrique cita, ainda, diversas outras pesquisas em que as redes complexas têm contribuído para o avanço do conhecimento, tal como o trabalho do grupo mostrando que 25% das chuvas na região sudeste é de água da floresta Amazônica, publicado em 2014 na revista Atmospheric Physics and Chemistry (On the importance of cascading moisture recycling in South America). "As redes complexas permitem a você quantificar e analisar problemas que são intrinsecamente não lineares. Por meio da análise das redes você consegue inclusive determinar se as equações que estão regendo os fenômenos observados – ainda que você não as conheça – são lineares ou não lineares. Isso é algo que a gente não consegue quando usa os métodos tradicionais", explica o professor.

Para Gilvan, um dos maiores desafios dos pesquisadores envolvidos no projeto é "falar a mesma língua": "Tanto nós da área de meteorologia e climatologia precisamos entender mais sobre redes complexas, quanto os matemáticos, cientistas e engenharias de computação precisam entendem mais sobre clima". Como as questões que esses pesquisadores querem compreender são muito complexas, não é de se surpreender que somente uma rede interdisciplinar seja capaz de capturá-las.

Satélites, energia, lasers e inovação

"Estamos vivendo em um mundo em que a palavra que permeia tudo é interação", diz Elbert Macau. Além de coordenar o projeto Fenômenos Dinâmicos em Redes Complexas, ele estuda como tornar nossos sistemas de observação mais potentes: "Quando você coloca um conjunto de instrumentos de observação, quer sejam telescópios ou radiotelescópios, cada um em um satélite, tem-se um conjunto deles que precisam se deslocar no espaço mantendo uma determinada formação para que você possa, virtualmente, compor uma antena imensa a partir dessas pequenas antenas". Lembre-se de que a distância entre esses satélites pode ser de centenas até milhares de quilômetros. Nesse contexto, aparecem diversos problemas. "Essa geometria tem que poder ser alterada, porque você às vezes tem que substituir um satélite, alterar a resolução, dividir a formação para observar outros lados da Terra ou do universo. Para isso, tenho que saber como essa rede se estrutura e o acoplamento entre os satélites é fundamental".

Depois de falar do que podemos enxergar a partir do acoplamento de satélites, Elbert mergulha no sistema de distribuição de energia: "No modelo tradicional, você tem geradores e consumidores estruturados em uma determinada rede. Por si só, isso já é uma coisa complicada". A questão é que, atualmente, essa estruturação em rede está se tornando ainda mais complexa porque não existe apenas uma central elétrica geradora de energia: "Você pode ter uma fazenda que seja alimentada por um gerador eólico. Nesse caso, quando tem vento, há geração de energia para o local, mas quando não tem, a fazenda se torna consumidora. Há, ainda, residências com células fotovoltaicas e estamos começando a instalar sensores piso elétricos em pontes, estradas, viadutos, estádios para que possam gerar energia. Isso tudo cria um sistema de redes que altera a sua configuração ao longo do tempo".

A inovação trazida para a ciência por esses pesquisadores de redes complexas é difícil de mensurar. O mestrando Felipe Eltermann, da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp, ingressou na área meio por acaso. Formado em Engenharia de Computação, ele começou a atuar em uma consultoria que realiza serviços de prospecção tecnológica. "Coletar dados relacionados a patentes não é algo simples", diz. A partir dessa experiência, ele começou a se interessar por realizar uma pesquisa científica e, em conjunto com uma professora da área de economia, passou a atuar em um projeto que tem como objetivo construir um mapa da evolução da inovação tecnológica no Brasil: "A economia evolucionária compreende a economia como um sistema em constante evolução, que se transforma por dentro, e tem a inovação tecnológica como o que guia e possibilita seu crescimento econômico. Desse ponto de vista, a gente analisa a rede de patentes. Assim, você tem as patentes, as empresas e as pessoas, tudo interconectado ao longo do tempo".

Para Felipe, o campo das redes complexas parece muito promissor. Há muitos indícios de que ele está certo. "As redes estão no coração de algumas das mais revolucionárias tecnologias do século XXI, empoderando tudo, do Google ao Facebook", escreve o professor Albert-László Barabási no livro Network Science. Ele lidera um centro de pesquisa em redes complexas na Universidade Northeastern, em Boston, nos Estados Unidos. Para o professor, as redes permeiam a ciência, a tecnologia, os negócios e a natureza em um grau muito mais elevado do que podemos imaginar à primeira vista e, consequentemente, nós nunca vamos entender os sistemas complexos a menos que sejamos capazes de desenvolver uma profunda compreensão sobre as redes que existem por trás deles. Não é à toa que há tantos cientistas tentando capturar o mundo com essas redes. (ICMC/USP)

Mais informações: http://www.inpe.br/redes_complexas_e_dinamica/