Utilização de imagens de satélite na avaliação da qualidade da água de reservatórios empregados no abastecimento público: com ênfase na clorofila a

• Processo: 25/17963-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Recursos Hídricos
• Pesquisador responsável: Marcelo Luiz Martins Pompêo
• Beneficiário: Camilla Yamanaka
• Supervisor: Jesus Valeriano Delegido Gomez
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat de València, Espanha
• Vinculado à bolsa: 24/08719-9 - Utilização de imagens de satélite na avaliação da qualidade da água de reservatórios empregados no abastecimento público: com ênfase na clorofila a, BP.IC
• Assunto(s): Eutrofização Qualidade da água Reservatórios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eutrofização | qualidade da água | reservatórios | Qualidade da água

Resumo

O monitoramento da qualidade da água em reservatórios de abastecimento público é essencial para a gestão ambiental, especialmente em regiões tropicais sujeitas a florações de cianobactérias. A clorofila-a, pigmento fotossintético presente em todos os grupos de fitoplâncton, é amplamente utilizada como indicador de biomassa algal e eutrofização. O uso de sensoriamento remoto orbital, em especial com imagens dos satélites Sentinel-2, da Agência Espacial Europeia (ESA), tem se consolidado como ferramenta promissora para estimativas de clorofila-a e outros parâmetros bio-ópticos. No entanto, a performance dos algoritmos nativos da plataforma SNAP (Sentinel Application Platform) pode variar em função das propriedades ópticas da água, como turbidez, matéria orgânica dissolvida e composição fitoplanctônica, tornando necessária sua validação em diferentes condições ambientais. No âmbito da bolsa de iniciação científica, já foi desenvolvido um modelo empírico de regressão linear relacionando clorofila-a in situ e densidade de cianobactérias, que se mostrou estatisticamente robusto, com alto coeficiente de determinação (R²) e baixos valores de erro (RMSE, NRMSE). Esse modelo permitiu a validação inicial da clorofila como preditor da biomassa de cianobactérias. Além disso, foram processadas imagens Sentinel-2 para os principais reservatórios que abastecem a Região Metropolitana de São Paulo, com correções atmosféricas aplicadas no SNAP, fornecendo uma base sólida para as etapas posteriores do projeto. O estágio no Laboratório de Processamento de Imagens (IPL) da Universidade de Valência permitirá avaliar de forma sistemática a acurácia dos algoritmos nativos do SNAP na estimativa de clorofila-a, comparando-os com dados obtidos em campo. Caso sejam observadas limitações, serão testadas alternativas, como ajustes espectrais, aplicação de regressões multivariadas e uso do toolbox ARTMO para desenvolvimento de algoritmos personalizados adaptados às condições ópticas das águas interiores brasileiras. Também será incorporada a variável ficocianina, pigmento acessório exclusivo de cianobactérias, reconhecido como marcador mais específico desse grupo, com potencial de aumentar a precisão das estimativas e contribuir para a gestão de riscos associados às florações. O projeto contempla análise estatística detalhada (R², RMSE, MAE, MAPE) e geração de mapas temáticos das estimativas de clorofila-a e ficocianina, visando comparações sistemáticas entre algoritmos. A experiência internacional trará ganhos acadêmicos ao consolidar competências técnicas em processamento de imagens e no desenvolvimento de algoritmos bio-ópticos, além de ampliar a integração com grupos de pesquisa de excelência em sensoriamento remoto e limnologia. Os resultados esperados incluem: validação do desempenho dos algoritmos nativos do SNAP em condições tropicais; desenvolvimento de algoritmos específicos para águas continentais brasileiras; incorporação de novos parâmetros bio-ópticos (ficocianina) na análise; e a transferência de conhecimento para o grupo de pesquisa no Brasil por meio de treinamentos, produção de manuais técnicos, apresentações em congressos e publicação de artigos científicos. Assim, o estágio contribuirá de forma significativa para o avanço da pesquisa sobre qualidade da água em reservatórios de abastecimento e para a formação de recursos humanos altamente qualificados na interface entre limnologia e sensoriamento remoto.