Sistema com dados gerados pela observação da natureza e aprendizado de máquina é cinco vezes mais preciso que modelos meteorológicos convencionais
O trabalho vencedor da categoria Estudante do Ensino Médio do 31º Prêmio Jovem Cientista une tradição e tecnologia: trata-se de um sistema que combina a sabedoria popular dos profetas das chuvas, como são conhecidas as pessoas na zona rural do Semiárido do Ceará que fazem previsões sobre o clima, com as ferramentas de inteligência artificial (AI). O sistema desenvolvido apresentou precisão de 94,5%, superando em cinco vezes a assertividade de sistemas convencionais de monitoramento do clima.
O projeto de pesquisa “Desenvolvimento de uma ferramenta de aprendizado de máquina para predição pluviométrica baseada nos saberes dos profetas da chuva do Vale do Jaguaribe, Ceará”, foi desenvolvido pelo estudante Raul Victor Magalhães Souza, 16 anos, de Iracema, no Ceará, com orientação do professor Helyson Lucas Bezerra Braz.
A partir da pesquisa, foi criado um sistema da IA chamado Inteligência Artificial dos Profetas das Chuvas. Construído com tecnologia de aprendizado de máquina (machine learning), ele usa uma interface em Streamlit, uma biblioteca de código aberto baseada na linguagem de programação Python.
O sistema foi abastecido com informações fornecidas por seis profetas de cinco municípios do Vale do Jaguaribe (Iracema, Limoeiro do Norte, Morada Nova, Quixeré e Russas). Os dados apresentados pelos profetas foram organizados em dez parâmetros e divididos em três categorias: 1) fenômenos atmosféricos (halo lunar, barra de nuvem no início do ano, alto brilho do Sete-Estrelo); 2) fatores botânicos (florescer do mandacaru, observação da embiratanha, florescer do juazeiro); e 3) comportamento animal (borboleta preta, aranha caranguejeira, rã, formigueiros).
Com relação aos dados meteorológicos, a IA dos Profetas das Chuvas foi treinada com registros coletados pela Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME) e pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), considerando a série histórica de 1981 a 2024. Essas variáveis incluíram as seguintes informações: pressão atmosférica; temperatura máxima, mínima e média; ponto de orvalho; umidade relativa do ar; velocidade e direção do vento; volume de chuva e data de observação. Todos os dados foram submetidos a processos de limpeza e padronização.
Aluno do segundo ano da Escola de Ensino Médio Deputado Joaquim de Figueiredo Correia, Raul conheceu o trabalho dos profetas a partir de relatos do seu avô agricultor, Luiz Maia. Os saberes dos profetas foram assertivos ao prever um dos eventos climáticos mais severos no Vale do Jaguaribe, as inundações de maio de 2009. Dados da FUNCEME registraram, à época, o maior volume de chuvas na cidade serrana de Pereiro (156 milímetros), a 358 quilômetros de Fortaleza.
Raul sempre se interessou pelos casos relatados pelo avô sobre a assertividade dos profetas, como aconteceu em 2009, mesmo ano de nascimento do estudante. Sua curiosidade resultou em uma pesquisa científica, em parceria com o Laboratório de Farmacologia de Venenos, Toxinas e Lectinas (LAFAVET) da Universidade Federal do Ceará. Desde o ensino fundamental, o jovem se imaginava apresentando trabalhos em eventos de divulgação científica, desenvolvendo pesquisas e conhecendo lugares em todo mundo.
Estimulado pela mãe, Maria Lusinaria, professora do ensino médio, o jovem conquistou uma bolsa de Iniciação Científica Júnior (PIBIC Jr.) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) em 2024, durante o primeiro ano do Ensino Médio. Fascinado por biologia, Raul, que pretende cursar medicina, desenvolveu um trabalho sobre o potencial benefício do óleo de tilápia no tratamento da esclerose múltipla sob a orientação da professora Sebastiana Vicente Bezerra.
Quando a escola onde estuda anunciou mais uma participação no Ceará Científico, atividade do programa Ceará Educa Mais, com o tema “Educação Ambiental, sustentabilidade e emergência climática”, o jovem, que também gosta muito de geografia, teve a ideia de combinar o conhecimento dos profetas das chuvas com a IA. Ele percebeu a relevância da assertividade das previsões de chuva para os habitantes do Vale do Jaguaribe, região marcada por secas prolongadas e estratégica no Ceará para bovinocultura leiteira, fruticultura irrigada e apicultura.
O Prêmio Jovem Cientista foi recebido pelo estudante com um grande incentivo para continuar o trabalho com seu orientador e aprimorar o funcionamento da IA dos Profetas da Chuva. A meta é aumentar a abrangência geográfica e, consequentemente, o número de profetas participantes. Raul também quer atrair o interesse de investidores para o projeto, que pode ser adaptado a outras regiões do país.
“Nossa próxima etapa é ampliar o banco de dados para conseguir previsões ainda mais precisas. Com o aprimoramento do sistema, seria possível oferecer às prefeituras do Vale do Jaguaribe, porque acredito que a utilização dessa ferramenta é muito importante”, afirma.