Laser e inteligência artificial tornam mais rápido o cálculo do carbono no solo, aponta pesquisa da Embrapa

Pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) desenvolveram um método inédito que usa laser e inteligência artificial para estimar, em uma única análise, a densidade do solo e o teor de carbono. A tecnologia promete acelerar a quantificação de carbono estocado no solo, reduzir custos e impulsionar mercados de créditos de carbono e iniciativas de agricultura sustentável.

Tecnologia une fotônica e aprendizado de máquina

A inovação combina espectroscopia de emissão por plasma induzido por laser (LIBS) com modelos de aprendizado de máquina para estimar, com rapidez e precisão, propriedades físicas e químicas do solo.
Com o LIBS, um pulso de laser de alta energia gera um microplasma que emite uma luz característica — uma espécie de “impressão digital” do solo — permitindo identificar elementos como carbono, ferro, cálcio, alumínio e silício.

O método substitui análises separadas de densidade aparente e carbono, agilizando o trabalho de campo e laboratório.

Eficiência, rapidez e economia

Segundo o pesquisador Paulino Ribeiro Villas-Boas, coautor do estudo com Ladislau Martin Neto e Débora Milori, o modelo foi calibrado com 880 amostras de solos brasileiros coletadas em áreas agrícolas, florestas nativas e experimentos de longa duração — com destaque para os biomas Cerrado e Mata Atlântica.

O resultado é uma técnica que dispensa amostras indeformadas, simplifica a coleta e reduz significativamente o tempo de análise. Além disso, o método já está com pedido de patente no INPI e em processo de licenciamento para o setor privado.

Aplicações na agricultura e no monitoramento ambiental

A nova tecnologia poderá ser usada por laboratórios de solos, produtores rurais e certificadoras de crédito de carbono, permitindo monitoramento mais frequente e preciso dos estoques de carbono nas propriedades agrícolas.

De acordo com Villas-Boas, o método tem potencial para melhorar o manejo do solo, mitigar as mudanças climáticas e facilitar a adaptação de sistemas agrícolas a novas exigências ambientais e de mercado.

Comparativo com métodos tradicionais

Os métodos convencionais, como o anel volumétrico, exigem trincheiras profundas, uso de retroescavadeiras e longas etapas de secagem e pesagem, o que eleva custos e riscos de erro.
Com o novo sistema a laser, as amostras podem ser coletadas rapidamente, inclusive com amostradores automáticos, sem comprometer culturas ao redor.

A importância da densidade do solo

A densidade do solo é um indicador essencial da estrutura e compactação, influenciando diretamente os cálculos de estoque de carbono e nutrientes.
Solos com maior teor de carbono orgânico tendem a apresentar menor densidade e melhor agregação, aspectos fundamentais para a saúde e fertilidade do solo.

Perspectivas e próximos passos

Embora ainda pouco explorada, a técnica LIBS oferece grande potencial para monitoramento em larga escala. Pesquisadores estudam agora a fusão de sensores e novas abordagens de modelagem para tornar o método ainda mais robusto e aplicável em diferentes contextos agrícolas e ambientais.

O estudo, intitulado “LIBS for Rapid Soil Bulk Density and Carbon Stock Estimations: Toward Scalable Soil Carbon Monitoring”, foi publicado na Revista Europeia de Ciência do Solo (European Journal of Soil Science), com apoio do CNPq e da Fapesp.