Da lama à patente: cientistas fizeram tragédia de Brumadinho virar inovação

A lama da barragem de Brumadinho não soterrou apenas centenas de vidas, boa parte de uma cidade e milhares de sonhos. O caos provocado por uma das maiores tragédias ambientais do Brasil também encobriu o trabalho de cientistas que empregaram seu conhecimento para localizar vítimas, monitorar o estrago na natureza e até prevenir que novas cenas de desespero, como as vistas há pouco mais de um ano, voltem a acontecer.

Eles criaram algoritmos inteligentes que preveem onde as vítimas podiam estar, usaram radares de modo pioneiro para achar soterrados e até levantaram voo com drones equipados com câmeras high-tech para monitorar se um rio morreria. Parte do esforço intelectual, porém, foi perdida no desencontro entre Vale, a dona da barragem, e o Corpo dos Bombeiros.

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Radar voador para mapear subsolo

Foi do grande desafio de conseguir chegar a lugares de difícil acesso com um radar que precisa andar na lama que a equipe de Jorge Luis Porsani teve a ideia de equipar o equipamento com um drone.

Assim como outros cientistas, o professor do IAG-USP (Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo) foi até Brumadinho atendendo o chamado de autoridades envolvidas no resgate, como os médicos do Corpo de Bombeiros de Minas Gerais e a Procuradoria do Estado. Com mais de 20 anos de experiência em tecnologia de radar para mapear o subsolo, ele era uma peça importante para ajudar a localizar as vítimas.

Com ajuda de um Radar de Penetração no Solo (GPR, na sigla em inglês), que emite ondas eletromagnéticas para obter imagens de alta resolução que mostram o perfil do subsolo, esperavam que o cientista achasse estruturas soterradas —o GPR corta o terreno como se fosse um bolo para captar uma imagem da lateral da fatia, que permite analisar as camadas de recheio.

Porsani trabalhou na região do Araguaia para achar ossadas de pessoas que morreram durante a Ditadura Militar, mas a nova missão era bem mais difícil. Sem qualquer informação precisa de onde trabalhar, ele precisaria cobrir uma área de 270 hectares (270 campos de futebol). Para piorar, o radar serve mais para estudos arqueológicos ou exploração de recursos naturais, não para achar corpos.

Eu fui movido pelo coração. Vários colegas meus responderam: 'ah, o equipamento não vai funcionar na lama'. Os caras ficaram decepcionados, mas a USP foi a única a ir lá contribuir [com essa tecnologia]. É uma sensação humanitária, de solidariedade, de usar o teu conhecimento para ajudar o próximo. Você não está indo pelo dinheiro, mas para tentar amenizar a dor das famílias
Jorge Luis Porsani

Ainda assim, Porsani chegou acompanhado de seu aluno de mestrado Felipe Augusto Nascimento de Jesus e do técnico Marcelo Cesar Stangari, dez dias depois do rompimento, e teve sérias dúvidas se a tecnologia funcionaria ali. O terreno atenuava o sinal do GPR, a composição do solo era semelhante à composição dos corpos e o contraste obtido pelo radar era insuficiente, explica Nascimento.

"Para não deixar os médicos do corpo de bombeiros de Minas Gerais na mão, fomos para a área fazer um piloto e ver se a coisa funcionaria", lembra Porsani. O teste foi um sucesso, a lama não atenuou o sinal e eles puderam trabalhar próximos da estação de tratamento de minério para indicar onde os bombeiros deveriam escavar. A falta de contraste entre corpos e a terra ainda era grande, então eles passaram a buscar por grandes estruturas metálicas, como carros e vans, que podiam abrigar vítimas.

Faltava chegar a lugares mais difíceis. O GPR é, de forma simplificada, uma pequena tela conectada a antenas transportadas por um carrinho, então os pesquisadores têm de andar para fazer o mapeamento, no caso de Brumadinho isso significava locomover-se na lama. Daí a necessidade de somar o radar a um drone, ideia que foi levada aos bombeiros e deveria chegar à Vale, para custear a iniciativa.

"Essa pesquisa de GPR com drone no Brasil é extremamente nova. O uso em Brumadinho seria pioneiro nessa situação e com esse fim, de buscar objetos metálicos de grande porte", diz Porsani. "Deixamos claro que teria custos, porque nós não temos essa tecnologia. Mas a Vale não deu resposta de 'sim' nem de 'não'. Os bombeiros também não se manifestaram, e a ideia parou por aí."

Tilt contatou a corporação mineira. O coronel do Corpo de Bombeiros de Minas Gerais, Eduardo Ângelo, chefe das operações em Brumadinho, disse, porém, que na época os dados apresentados por Porsani foram inconclusivos. O porta-voz da corporação, tenente Pedro Aihara, reafirmou que o próprio Porsani sinalizou que os resultados eram inconclusivos. Além do mais, acrescenta, os dados levantados pela equipe de pesquisadores não auxiliou em escavações.

Já a Vale informou não ter localizado o projeto, mas que cabia ao Corpo de Bombeiros definir as tecnologias a serem utilizadas (leia o comunicado na íntegra abaixo).

Para mostrar que detectaram uma nova possibilidade para o GPR, os pesquisadores escreveram um artigo publicado em uma revista científica.

Inteligência artificial para localizar vítimas

Rafael Fernandes Pinheiro, doutorando da Escola Politécnica da USP e professor da Uninove, não chegou a colocar os pés na lama, mas ficou atrás do computador, junto com um grupo de 13 cientistas do "SOS Brumadinho" criando um programa que previa onde as vítimas do soterramento poderiam estar. Para isso, a força-tarefa cruzou informações, como composição do fluido, velocidade de deslocamento do rejeito e posições em que vítimas foram encontradas.

Sistemas que simulam deslocamento de fluído até existem, mas são caros e demorados, porque envolvem supercomputadores. Sem dinheiro e com muita pressa, o grupo resolveu criar o próprio algoritmo, que calcularia com que força o fluído arrastava as pessoas e a aceleração desse deslocamento para indicar o local aproximado onde elas teriam ido parar.

Os dados para alimentar esse sistema foram obtidos a duras penas. O Ministério Público de Minas Gerais até enviou a localização precisa de 60 corpos, mas a informação chegou só 15 dias depois. "Já seria quase impossível encontrar vítimas vivas", diz Pinheiro.

Ainda assim, o sistema ficou pronto e indicou diversas posições onde os bombeiros não imaginavam que poderia haver corpos. Segundo o coronel Eduardo Ângelo, o "modelo nos ajudou no planejamento das ações".

Hoje, mais de um ano após a tragédia, os bombeiros ainda buscam desaparecidos. São 11 as pessoas que ainda não foram identificadas, enquanto 259 vítimas já foram localizadas. Já a equipe de cientistas também continua a trabalhar. Eles conseguiram aplicar uma camada de inteligência artificial ao algoritmo, o que reduziu a margem de erro. A localização estimada passou de 50 para 5 metros.

O grupo finaliza a documentação para entrar com o pedido de patente da tecnologia, chamada de Modelo Computacional Híbrido.

Temos feito todo esse trabalho nas horas vagas, porque não há suporte financeiro. Mas fazemos isso por imaginar o sofrimento do povo e saber que nós, cientistas, podemos ajudar de alguma forma. Isso se deu naquela época em que o governo estava cortando as bolsas de pesquisa, então impactou diretamente [no trabalho]
Rafael Fernandes Pinheiro

Vânia de Oliveira Neves, professora de computação na Universidade Federal Fluminense (UFF), lembra que todos os cientistas envolvidos no grupo "SOS Brumadinho" eram voluntários. "Não houve abertura de edital por parte do governo, fundação ou da própria Vale para formalizar e fortalecer o grupo", critica.

Hoje, ela transformou a iniciativa em um projeto permanente de extensão para alunos, para que eles criem tecnologias para auxiliar a sociedade. "O grande problema que enfrentamos agora é a falta de um 'cliente'. Conseguimos desenvolver um app, mas quem vai usar? Como vamos implantar? Não temos parceria com entidades locais", explica.

Modelo matemática para monitorar morte de rio

Tilt localizou outras duas situações que mostram como os projetos podem andar ou simplesmente sumir, dependendo do apoio do poder público. A primeira, positiva, veio do grupo de pesquisa Aquasense, ligado ao Instituto de Geociências da Universidade de Brasília (UNB) e especializado em medir a qualidade de rios e reservatórios.

Com apoio da Agência Nacional das Águas (ANA) e da Companhia de Pesquisa e Recursos Mineiras (CPRM), eles se envolveram no trabalho em Brumadinho com a missão de monitorar o avanço do rejeito da mina do córrego do Feijão, que chegou ao rio Paraopeba e podia alcançar o rio São Francisco.

O temor era que acontecesse como em Mariana (MG), quando os resíduos da barragem atingiram o rio Doce e espalharam-se por dois Estados, chegaram ao oceano e quase atingiram a região de Abrolhos, importante ecossistema de vida marinha.

O acompanhamento até pode ser feito por imagens de satélite tratadas com modelagem matemática, mas a resolução é ruim e as nuvens da época chuvosa atrapalharam na fotografia, lembra Diogo Olivetti, pesquisador do AquaSense. O grupo, então, foi a campo com drones equipados com uma câmera superavançada, única no Brasil.

Eles fizeram novas imagens aéreas do rio e coletaram amostras da água. A partir disso, criaram um modelo matemático específico capaz de dizer a concentração de sedimento em cada pixel da imagem e usaram a água para validar os resultados.

Numa segunda etapa, sobrevoaram o rio a bordo do helicóptero da Polícia Federal. Por estarem acompanhados dos agentes, puderam fazer coletas em áreas mais amplas do rio, chegando aos reservatórios de Retiro Baixo e Três Marias. Os dados, por sua vez, ajudaram a PF a elaborar seus laudos. Contaram ainda com ajuda do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM).

"A gente fez ciência e entregou um resultado", diz Olivetti.

Cruzamento de dados públicos para evitar tragédias

A segunda situação foi vivida por Arthur Sanders, pesquisador de cidades inteligentes da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Ele cedeu para o "SOS Brumadinho" o sistema de monitoramento de dados urbanos desenvolvido na universidade, que centraliza e cruza informações coletadas por um município para que gestores tomem decisões em tempo real. A plataforma reunia os poucos e desencontrados dados que chegavam à força-tarefa de cientistas.

Tempos depois, quando o Brasil ainda chorava pelos mortos de Brumadinho e outra cidade, Barão de Cocais, passou a temer um novo rompimento de barragem, Sander se voluntariou para ajudar o DigitalLab, da Vale.

Desde fevereiro de 2019, a cidade mineira vive na expectativa de uma possível tragédia. Se um novo rompimento acontecer, as autoridades contam com sirenes para evacuar a cidade e sinalizações pintadas no chão para guiar as pessoas até os refúgios. Mas Sanders desenvolveu um aplicativo, que faria tudo isso: emitir alerta sonoro, mostrar melhor rota até um lugar seguro, já considerando caminhos para evitar a lama, e ainda teria um botão para a pessoa sinalizar que chegou a um abrigo.

A ideia, encaminhada à Defesa Civil e à Vale, foi ignorada.

Leia o posicionamento da Vale na íntegra:

A responsabilidade pela busca dos desaparecidos é do Corpo de Bombeiros de Minas Gerais, a quem cabe determinar quais tecnologias serão utilizadas para este fim. A Vale buscou atender a todos os pedidos feitos pela corporação.

Para auxiliar no trabalho de buscas e também na identificação dos corpos, a Vale investiu em uma série ações de suporte ao Corpo de Bombeiros, ao Instituto Médico Legal (IML) e ao Instituto de Criminalística (IC) de Minas Gerais.

A Vale doou 77 veículos ao Corpo de Bombeiros, Defesa Civil, Polícia Militar e Polícia Civil de Minas Gerais. O valor total do investimento em veículos e demais itens adquiridos voluntariamente e sem contrapartida fiscal é superior a R$ 70 milhões. Foram repassados 13 ônibus, caminhonetes e vans para o Corpo de Bombeiros, além de 62 viaturas para os demais órgãos.

Além dos veículos, a empresa doou mais de sete mil equipamentos às corporações e está financiando cursos de capacitação para todos os seis mil bombeiros militares do Estado, além de reformar instalações como o Instituto Médico Legal, o Instituto de Criminalística e a Academia de Bombeiros.

A empresa disponibilizou ainda equipamentos e serviços para IML e o IC, com uma doação equivalente a um aporte de R$ 15,5 milhões. Entre os equipamentos está o Illumina, importado dos Estados Unidos, que faz o reconhecimento de DNA. Ele auxilia na identificação e análise das vítimas da Barragem B1, em Brumadinho. É um equipamento de última geração e está à disposição no Instituto de Criminalística como item permanente de doação. Assim pode ser utilizado também na análise pericial em todos os casos que necessitarem do reconhecimento de DNA no estado de Minas Gerais, como crimes sexuais, crimes violentos, etc. A Vale enviou um perito do Instituto de Criminalística a Porto Alegre para treinamento na utilização do equipamento

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