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Pesquisa do Cemaden e INPE usa inteligência artificial para tornar previsões de enxurradas mais confiáveis

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As enxurradas estão entre os desastres naturais mais difíceis de prever. Em poucos minutos, chuvas intensas podem transformar rios e ruas em correntes violentas, reduzindo o tempo de reação das Defesas Civis e aumentando os riscos para a população. Agora, uma pesquisa conduzida por tecnologistas e pesquisadores do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e do Serviço Federal de Processamento de Dados (Serpro) propõe um novo caminho para tornar essas previsões mais confiáveis com o uso de inteligência artificial. 

O Cemaden e o INPE são unidades de pesquisa vinculadas ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI). 

Publicado na revista científica Transactions in GIS, o trabalho introduz uma abordagem inovadora para modelos de aprendizado de máquina (machine learning). O diferencial está em incluir, nas previsões, algo que normalmente fica de fora: as incertezas presentes nos próprios dados usados pelos sistemas. Na prática, isso permite tornar os alertas mais robustos e confiáveis para uso em sistemas de alerta precoce. 

Agora, o modelo não apenas estima o comportamento do rio, mas também informa o grau de confiança daquela previsão — um dado importante para decisões em situações de risco.  

Para Jaqueline Soares, tecnologista do Cemaden e primeira autora do estudo, a principal inovação está em incorporar explicitamente as incertezas aos modelos de previsão. “O estudo tem como foco central a incorporação da análise de incertezas aos modelos de aprendizado de máquina, tornando as previsões mais robustas e confiáveis para uso em sistemas operacionais de alerta precoce”, afirma. 

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Hoje, grande parte dos sistemas trabalha com previsões determinísticas, que indicam apenas um resultado possível. O problema é que os dados usados nesses modelos podem conter falhas causadas por limitações de sensores, ausência de medições, erros de calibração ou até pelas etapas de processamento das informações.  

O que o estudo propõe 

A pesquisa apresenta quatro contribuições principais: 

  • Criação de uma base pública inédita com cinco anos de dados hidrometeorológicos de alta resolução (2019 a 2023); 

  • Desenvolvimento de uma metodologia para analisar como as incertezas dos dados afetam as previsões; 

  • Criação de um modelo probabilístico chamado Uncertainty-Aware Ensemble for Machine Learning (UAE-ML), que gera faixas de previsão em vez de apenas um valor único; 

  • Desenvolvimento de novas métricas para medir robustez e propagação das incertezas nos modelos. 

 A base de dados reúne estimativas de chuva obtidas por radar meteorológico e medições de nível d’água, permitindo representar com maior precisão tanto a distribuição das chuvas quanto a resposta dos rios.  

“A disponibilização pública de uma base de dados hidrometeorológicos de alta resolução, composta por cinco anos de registros, fortalece a ciência aberta, a reprodutibilidade e o desenvolvimento de novas pesquisas aplicadas à realidade brasileira”, explica Jaqueline. 

Estudo de caso em Nova Friburgo (RJ) 

A metodologia foi aplicada na bacia do rio Bengalas, em Nova Friburgo (RJ), uma das regiões mais vulneráveis a enxurradas no Brasil. A área reúne relevo acidentado, urbanização intensa e um histórico marcado por desastres naturais, incluindo a tragédia de 2011 na região serrana do Rio de Janeiro. 

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Para avaliar o desempenho do sistema, os pesquisadores analisaram mais de 73 mil registros hidrometeorológicos e testaram cinco técnicas diferentes de aprendizado de máquina, incluindo redes neurais e modelos baseados em árvores de decisão. Os testes consideraram previsões que variavam de 30 minutos a 6 horas de antecedência. 

Os resultados mostram que não existe um único modelo ideal para todos os cenários. Em alguns casos, métodos mais precisos apresentaram menor robustez diante de dados incertos. “Propomos uma avaliação multicritério dos modelos, considerando não apenas o desempenho preditivo, mas também aspectos como robustez e custo computacional”, destaca Jaqueline. 

Para os pesquisadores, esse tipo de análise é essencial em sistemas operacionais de alerta, que precisam equilibrar velocidade, precisão e confiabilidade em situações reais. A expectativa é que a metodologia contribua para o aprimoramento dos sistemas de alerta precoce do Cemaden, oferecendo mais suporte técnico para gestores públicos e equipes das Defesas Civis durante eventos extremos. 

“Ao integrar dados, inteligência artificial e análise de incertezas, a pesquisa busca apoiar o desenvolvimento de políticas públicas voltadas à prevenção e à redução do risco de desastres”, conclui Soares. 

O artigo tem como autores Jaqueline A. J. P. Soares (Cemaden), Allan K. S. Soares (Serpro), Luiz F. Satolo (Cemaden e INPE), Graziela B. Scofield (Cemaden), Stephan Stephany (INPE) e Leonardo B. L. Santos (Cemaden e INPE). 

Fonte: Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação

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Brasil e Canadá formalizam cooperação internacional em saúde com assinatura de memorando e adesão à Coalizão Global do G20

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Após duas décadas sem acordos estruturados na área da saúde entre Brasil e Canadá, os dois países retomaram, nesta terça-feira (19), a cooperação bilateral com a assinatura de um memorando de entendimento no terceiro dia da missão oficial do ministro da Saúde, Alexandre Padilha, em Genebra. A iniciativa consolida a agenda internacional da saúde no governo do presidente Luiz Inácio Lula da Silva e inaugura uma nova etapa da parceria entre os países em temas estratégicos como saúde e clima, adaptação dos sistemas de saúde às mudanças climáticas, saúde digital, fortalecimento de sistemas públicos universais e transferência de tecnologia.

Outro resultado do encontro foi a manifestação formal de interesse do Canadá em integrar a Coalizão Global para Produção Local e Regional, Inovação e Acesso Equitativo em Saúde, iniciativa liderada pelo Brasil e, atualmente, presidida pelo ministro Padilha. A adesão reforça o protagonismo internacional brasileiro na agenda de saúde global e amplia a articulação entre países do Norte e do Sul Global em torno de uma agenda comum de acesso equitativo à saúde.

Em carta encaminhada à Coalizão, a vice-ministra da Saúde do Canadá, Shalene Curtis-Micallef, e a presidente da Agência de Saúde Pública do Canadá, Nancy Hamzawi, reafirmaram o compromisso do país com a cooperação internacional voltada à ampliação do acesso a vacinas, diagnósticos, terapêuticos e outras tecnologias em saúde, especialmente para populações em situação de vulnerabilidade e doenças negligenciadas, em alinhamento aos princípios da Carta de Genebra, documento que marca a criação da iniciativa.

“A Coalizão responde a uma das maiores prioridades do governo do presidente Lula: reduzir a dependência externa do Sul Global na produção de medicamentos, vacinas, diagnósticos e equipamentos de saúde, por meio do fortalecimento do Complexo Econômico-Industrial da Saúde. O Brasil tem orgulho de contar com instituições públicas de excelência, como a Fiocruz e o Instituto Butantan, e reafirma seu compromisso com o acesso equitativo, porque inovação sem acesso não é inovação, é injustiça”, afirmou o ministro da Saúde, Alexandre Padilha.

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O Canadá também indicou representantes para integrar o Comitê Diretor da Coalizão, responsável pelas decisões estratégicas da iniciativa. A entrada do país fortalece o peso político e técnico da Coalizão, diante da reconhecida capacidade canadense em pesquisa biomédica, inovação, regulação sanitária e produção biofarmacêutica, especialmente após os investimentos realizados para ampliar sua capacidade de resposta a futuras pandemias.

O ministro Alexandre Padilha anunciou a adesão de quatro organismos internacionais à Coalizão: a Organização Pan-Americana da Saúde (Opas), a Medicines for Malaria Venture (MMV), o Medicines Patent Pool (MPP) e o South Centre. Com isso, a Coalizão amplia sua articulação internacional e passa a contar com 28 organizações participantes, reunindo atores estratégicos das áreas de inovação, pesquisa, financiamento, produção e políticas públicas em saúde.

O presidente da Fiocruz e secretário-executivo da Coalizão, Mario Moreira, destacou que a iniciativa representa um avanço estratégico para a soberania sanitária global. “Precisamos superar a lógica em que alguns países apenas produzem, enquanto outros permanecem dependentes de tecnologias em saúde. Essa discussão trata de soberania, resiliência e do direito de cada país desenvolver suas próprias capacidades científicas, tecnológicas e produtivas”, afirmou.

Durante a reunião, o Canadá também aderiu ao Plano de Ação de Belém, iniciativa internacional voltada à adaptação dos sistemas de saúde frente aos impactos da crise climática. Com isso, o país passa a integrar os esforços liderados pelo Brasil para fortalecer sistemas de saúde mais resilientes e sustentáveis.

Foto: Rafael Nascimento/ MS
Foto: Rafael Nascimento/ MS

O encontro também reforçou a parceria entre a Anvisa e a agência reguladora canadense. As duas instituições ocupam atualmente as vice-presidências da Associação Internacional de Agências Reguladoras e vêm ampliando a articulação conjunta em temas regulatórios, produção local e vigilância sanitária.

Dengue como pauta central da Coalizão

Em março deste ano, durante reunião de alto nível dos membros da Coalizão, a dengue foi definida como o primeiro desafio prioritário da iniciativa. Atualmente, quase metade da população mundial está em risco de contrair a doença, com estimativas entre 100 milhões e 400 milhões de infecções por ano

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“A dengue, que historicamente afetava países tropicais, hoje está presente em mais de 100 países e em todos os continentes. As mudanças climáticas ampliaram as condições para transmissão da doença e reforçam a necessidade de integrar as arboviroses ao Plano de Ação de Belém”, afirmou Padilha.

O ministro destacou ainda a importância da inovação e da produção regional de tecnologias em saúde no enfrentamento da doença. “A vacina Butantan-DV representa uma esperança concreta para o Brasil e demonstra a importância de fortalecer capacidades nacionais e regionais de pesquisa, desenvolvimento e produção”, ressaltou.

Padilha também convidou governos, instituições de pesquisa, organizações internacionais, financiadores e o setor privado a participarem da primeira Chamada de Propostas da Coalizão, aberta até 1º de julho. “Os desafios globais exigem respostas ambiciosas e coordenadas. Esta chamada representa apenas o início de uma agenda internacional de cooperação voltada à inovação, produção regional e acesso equitativo à saúde”, concluiu.

Sobre a Coalizão Global do G20

Criada a partir da assinatura da Carta de Genebra, durante a 78ª Assembleia Mundial da Saúde, a Coalizão Global para Produção Local e Regional, Inovação e Acesso Equitativo em Saúde atua para reduzir desigualdades no acesso a tecnologias em saúde e promove a produção local e regional, o fortalecimento das cadeias de suprimento e a cooperação internacional em pesquisa, inovação e desenvolvimento produtivo.

A iniciativa é multissetorial e reúne governos, organizações internacionais, setor privado, instituições públicas, filantrópicas, academia e sociedade civil. A Coalizão tem secretariado executivo da Fiocruz e foi concebida durante a presidência brasileira do G20, em 2024, e consolida-se como uma das principais iniciativas internacionais voltadas à soberania sanitária e à redução das desigualdades globais em saúde.

Carolina Miltão
Ministério da Saúde

Fonte: Ministério da Saúde

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