Megaprojetos
Tecnologia de Satélite: Monitoramento e Redução das Emissões de Metano
Monitorando a Métrica Correta do Aquecimento Global
Quando se trata de mudanças climáticas induzidas por gases de efeito estufa, a maior parte da atenção do público está no CO2, pois ele é de longe a emissão mais durável, permanecendo estável na atmosfera e aumentando a temperatura global.
Mas outro fator chave é o metano, um gás de efeito estufa muito poderoso, liberado principalmente por vazamentos em campos de carvão, gás e petróleo. Avaliar corretamente e reduzir as emissões de metano será crucial para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
No entanto, isso é mais fácil de dizer do que fazer, com emissões provenientes de campos de petróleo e gás em áreas remotas ou vazamentos difusos de minas de carvão em grande escala, ou mesmo de operações agrícolas e do derretimento do permafrost.
É por isso que uma rede crescente de sensores baseados no espaço está sendo construída para medir as emissões de metano. Essas constelações de satélites podem detectar metano diretamente do espaço, sobre uma enorme área de superfície de uma só vez, e avaliar a situação com precisão.
À medida que essa ferramenta se torna cada vez mais precisa e produz cobertura em tempo real da Terra, dados de alta qualidade sobre tanto o momento quanto a quantidade das emissões de metano estão se tornando disponíveis.
Emissão de Metano 101
Por que Monitorar as Emissões de Metano?
O CO2 é o principal fator nas emissões de gases de efeito estufa, pois é de longe o mais abundante e também o mais produzido pelas atividades humanas.
No entanto, o metano, outro gás de efeito estufa produzido em massa pela civilização humana, é muito mais poderoso em sua capacidade de reter calor (efeito estufa). Ele é 28–34 vezes mais potente que o CO2 na retenção de calor ao longo de um período de 100 anos. Em uma escala de tempo mais curta de 20 anos, é mais de 80 vezes mais potente.
Portanto, enquanto o CO2 pode ser o número que importa para o aumento de temperaturas a longo prazo, o metano tem um impacto muito significativo no efeito de aquecimento imediato.
Um problema adicional é que os ciclos de retroalimentação podem acelerar o aquecimento. Por exemplo, o aquecimento derrete o solo gelado em regiões do norte como Canadá e Sibéria, levando à liberação de mais metano, e o solo mais escuro absorve mais calor.
Assim, níveis elevados de emissões de metano a curto prazo podem criar um aquecimento acelerado a curto prazo, que então terá um efeito a longo prazo na temperatura global através da aceleração dos ciclos de retroalimentação, criando mudanças duráveis e potencialmente irreversíveis na temperatura global.
Portanto, mesmo que, felizmente, a vida média na atmosfera seja de apenas 12 anos (depois decaindo em CO2), está longe de ser apenas um efeito transitório que as moléculas de metano podem ter no clima.
Como as emissões de metano estão aumentando ainda mais rapidamente que as emissões de CO2 nos últimos anos, é necessária uma ação urgente, que por sua vez requer uma visão clara de onde o metano está vindo.
Fonte: IEA
Como o Metano é Medido?
Para medições locais, a concentração de metano pode ser medida com vários sensores usando diferentes métodos de detecção, como ionização por chama, lasers, esferas catalíticas, etc.
Mas para medições em escala maior, sensores infravermelhos são geralmente preferidos, pois podem detectar plumas de metano ao detectar a capacidade do metano de absorver comprimentos de onda específicos no espectro infravermelho, na faixa de Infravermelho de Onda Curta (SWIR).
Para escalas de detecção ainda maiores, os satélites precisam empregar medições ainda mais precisas. Assim, embora o princípio geral seja detectar mudanças na absorção na faixa SWIR, tecnologias adicionais estão sendo implementadas.
Um método são sensores multiespectrais que possuem algumas bandas largas de detecção. Embora não sejam específicos para detecção de metano, sensores como os do Sentinel-2 e Landsat-8 podem detectar as grandes plumas de “superemissão” comparando a refletância em suas bandas SWIR. Isso é suficiente para uma estimativa aproximada e para detectar as emissões maiores, mas é inadequado para medições precisas e fontes de emissões menores, perdendo, portanto, uma parte significativa do quadro completo.
Outro método é o uso de interferômetros de imagem, que combinam fontes de luz para criar padrões de interferência. Isso permite a detecção de alta resolução de metano a partir de pequenos satélites, e é o método notavelmente usado pela constelação de satélites GHGSat (veja abaixo).
Por fim, sensores hiperespectrais podem ser usados, capturando dados em centenas ou milhares de bandas espectrais estreitas e contíguas. Dessa forma, cobrem todo o espectro visível, próximo ao infravermelho e infravermelho de onda curta, criando “impressões digitais” espectrais únicas para cada pixel, permitindo a identificação detalhada dos materiais que compõem a atmosfera em várias altitudes, incluindo o metano. Este é de longe o método mais avançado, e está sendo usado no PRISMA (Itália) e no EnMAP (Alemanha).
Com esses novos métodos, a detecção de metano por satélite está se tornando cada vez mais precisa, permitindo políticas mais eficientes.
Principais Iniciativas de Monitoramento de Metano
Uma grande variedade de detecção de metano baseada em satélite está sendo construída ou lançada, criando uma malha densa de detectores de emissões de metano, cada um com suas próprias especificações técnicas e usos de nicho úteis.
Algumas são iniciativas comerciais, outras fazem parte de programas de pesquisa pública sobre mudanças climáticas, e outras estão ligadas a parcerias público-privadas.
Fonte: MethaneSAT
GHGSat
GHGSat atualmente gerencia a maior constelação comercial para detecção de metano e CO2, com 16 satélites em órbita até 2026.
A tecnologia da empresa pode detectar emissões de metano com resolução de até 25 metros (82 pés), permitindo identificar poços individuais de gás e petróleo.
A empresa desenvolveu o primeiro sensor para pequenos satélites que pode detectar emissões de metano (CH4). Esses interferômetros de imagem patenteados cabem em satélites muito pequenos (e, portanto, mais baratos) medindo apenas 20 x 30 x 40 cm (7,8 x 11,8 x 15,7 polegadas).
Fonte: GHGSat
Esta foi uma conquista técnica notável da GHGSat, pois desenvolveram essa capacidade com menos de 1% do investimento de outras empresas de satélite. Isso criou uma capacidade de observação 100 vezes mais precisa que muitos outros satélites, capaz de detectar metano de forma confiável.
No total, a empresa detectou 534 MTCO2e/ano de emissões de metano com seus satélites.
Fonte: GHGSat
A empresa não está apenas monitorando metano, mas também CO2 com o GHGSat-C10 ‘Vanguard’, o primeiro sensor comercial de alta resolução de CO2 do mundo. Ele permite medições precisas de locais intensivos em carbono até 25 m no solo.
“Nossos satélites de alta resolução ajudaram a colocar o metano – um gás de efeito estufa que estava fora de vista e de mente – no topo da agenda climática. Pela primeira vez, operadores de siderúrgicas, usinas de energia e complexos petroquímicos terão acesso a monitoramento de emissões independente, preciso e padronizado globalmente, além de dados.”
Por fim, a empresa também realiza medições aéreas, com uma pesquisa linear capaz de percorrer até 800 km/dia a até 3.000 m de altitude (500 milhas – 10.000 pés). Essa medição pode detectar e medir emissões de metano de fontes individuais até 10 kg/h, refinando ainda mais a detecção realizada pelos satélites.
No geral, sensores baratos e pequenos que também são suficientemente precisos provavelmente são o caminho a seguir para o monitoramento adequado das emissões de metano, já que sobrevoos regulares e cobertura consistente são necessários para medir corretamente as emissões reais. Além disso, realizá-lo a partir do espaço ou de forma aérea reduz custos e aumenta a segurança, pois não é necessário acesso aos locais analisados.
MethaneSAT
Lançado em 2024, este satélite foi projetado para fechar a lacuna entre o mapeamento regional e a imagem de precisão, podendo rastrear tanto grandes emissores quanto fontes menores e dispersas.
Os dados do MethaneSAT mostram emissões em uma ampla região representada em um mapa de calor em grade. Estas são conhecidas como emissões de área dispersa ou fontes dispersas. As células da grade têm tamanhos como 4 km x 4 km ou 5 km x 5 km.
Ele pode identificar a fonte que emite metano a 500 kg/h. Isso é suficiente para representar mais de 80 % das emissões de metano associadas à produção global de petróleo e gás.
Onde o MethaneSAT é mais fraco em resolução, ele se destaca em precisão, detectando excesso de metano a 3 ppb (partes por bilhão), a maior precisão em comparação com outros satélites em órbita, graças a dois espectrômetros infravermelhos passivos Littrow que detectam oxigênio, CO2 e metano. Isso demonstrou a importância de medir pequenas emissões de metano, e não apenas os chamados “superemissores”.
“70 % dos aproximadamente 15 milhões de toneladas métricas de metano provenientes das atividades de petróleo e gás onshore nos Estados Unidos continentais a cada ano vêm de fontes menores e dispersas de menos de 100 quilogramas de metano por hora. Quase um terço (30 %) provém de locais que liberam menos de 10 quilogramas por hora.”
Até o final de 2025, a equipe do MethaneSAT havia adquirido dados em 41 bacias de petróleo e gás ao redor do mundo, cobrindo 25 países e 50 % da produção global onshore de petróleo e gás. Quase 800 pesquisadores, analistas e usuários técnicos de indústrias, governos, academia e ONGs tiveram acesso aos nossos dados de Nível 3 e Nível 4 nas plataformas do Google.
Você pode ver uma prévia dessa capacidade na página associada dos aplicativos do Google Earth Search Engine on the associated page of the Google Earth Search Engine Apps.
Carbon Mapper
Carbon Mapper é o resultado de uma parceria público-privada única iniciada em 2019 para desenvolver e lançar dois satélites com capacidade de detectar e quantificar superemissores de metano e CO2.
O projeto é financiado por uma organização sem fins lucrativos 501(c)(3), Carbon Mapper, que depende da generosidade de financiadores filantrópicos.
Do lado técnico, organizações como NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Planet Labs PBC, California Air Resources Board (CARB), Universidade do Arizona, Arizona State University, Stanford University, Harvard University, University of Michigan e RMI contribuíram com sua expertise.
Do lado financeiro e filantrópico podem ser encontradas High Tide Foundation, Bloomberg Philanthropies e a Grantham Foundation for the Protection of the Environment.
“Com o lançamento do nosso primeiro satélite, Carbon Mapper, e nossos parceiros estão trabalhando para ampliar a disponibilidade de dados públicos para acelerar a redução de emissões globalmente.”
Os satélites estão equipados para detectar plumas de metano, por exemplo, de dutos ou toletes, com taxas de emissão tão baixas quanto 70 kg/h em condições moderadas (limite de detecção previsto de 90 % em torno de 100 kg/h).
O instrumento no satélite Tanager-1 da Planet representa a tecnologia de espectrômetro de imagem de quinta geração, projetada pela NASA JPL.
Fonte: Carbon Mapper
Antes do primeiro lançamento de satélite em 2024, a Carbon Mapper utilizava espectrômetros de imagem a bordo de aviões para detectar superemissores de metano, incluindo o AVIRIS-NG da NASA, JPL, e o Global Airborne Observatory do Centro de Descoberta Global e Ciência da Conservação da ASU.
AIRMO
AIRMO é uma iniciativa liderada pela Alemanha que desenvolve uma constelação de satélites que usará uma combinação única de sensores LiDAR e SWIR (Infravermelho de Onda Curta) para rastrear metano mesmo através de nuvens ou à noite.
O espectrômetro pushbroom SWIR será capaz de detectar colunas de metano com resolução de amostragem terrestre de ~50 m ao longo da faixa a 500 km de altitude. O sistema micro-LiDAR aumentará a precisão e sensibilidade da detecção além do que os espectrômetros sozinhos podem alcançar.
O sistema combinará os dados dos satélites com sensores TDLAS aéreos e usará análises de dados inovadoras impulsionadas por IA.
AIRMO announced in fevereiro de 2026 a strategic partnership with EnduroSat. A EnduroSat fornecerá seu design patenteado sem cabos, modular FRAME-15, satélite flexível em software, plataforma de classe ESPA, com 70 kg de carga útil e 3,4 kW de potência, um design já usado em 120 satélites operacionais.
“Precisávamos de um parceiro que pudesse acompanhar nosso ritmo e nossa ambição. A EnduroSat traz exatamente a profundidade técnica e a experiência de execução de missões que precisamos para colocar nossa carga útil em órbita dentro do cronograma e com desempenho conforme especificado.”
O primeiro satélite está programado para lançamento no início de 2027 e servirá como base para uma constelação de mais de 12 satélites projetada para fornecer inteligência global de metano em escala com resolução temporal incomparável.
Os mercados iniciais de foco incluem a infraestrutura de gás europeia, a Ásia Central e o Oriente Médio — regiões com algumas das maiores e menos monitoradas emissões de metano do mundo.
GESat / Copernicus (Europe)
A Agência Espacial Europeia (ESA) está trabalhando neste projeto que viu o lançamento do primeiro satélite da constelação da Absolut Sensing em 2025 em um foguete da SpaceX. Os satélites são construídos em torno da plataforma padrão CubeSat 12u.
O GESat GEN1 possui uma combinação de instrumentos hiperespectrais para identificar precisamente as emissões de metano com alta precisão. Isso inclui a detecção de uma ampla gama de comprimentos de onda infravermelhos, resfriado pelo sistema CRYASSY para melhorar a sensibilidade do instrumento e a resolução espectral.
Fonte: Absolut Sensing
A missão detectará e quantificará emissões de metano em hotspots com um limiar de 100 kg/h. Uma constelação extra de 3 satélites (CO2M-A, -B e -C) deve estar totalmente operacional até o final de 2026 e acrescentar mais dados. A iniciativa Copernicus também aproveita dados de outras constelações, notavelmente a GHGSat.
Os dados serão analisados por um modelo de aprendizado de máquina guiado por física (IA) treinado em petabytes de dados atmosféricos e meteorológicos. Isso ajudará a melhorar a medição em todas as condições climáticas, inclusive quando ventos e outros efeitos relacionados ao clima podem deformar os dados originais de emissão.
Fonte: Copernicus
PRISMA
PRISMA, ou PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, é um satélite hiperespectral italiano lançado pela Agência Espacial Italiana (ASI) em março de 2019.
Ele usa um espectrômetro de prisma para dividir a luz refletida em 239 bandas espectrais estreitas e contínuas, cobrindo o espectro de 400 nm a 2500 nm, incluindo luz visível (VNIR) e infravermelho de onda curta (SWIR).
Ele combina finalmente um sensor hiperespectral com resolução de 30 m (100 pés) com uma câmera pancromática com resolução de 5 m (16 pés) para imagens nítidas e detalhadas, e uma largura de faixa de 30 km (18,6 milhas).
Esta geração anterior de satélite é capaz de detectar metano, mas também tem muitas outras aplicações em silvicultura, agricultura, urbanismo, exploração mineral, monitoramento ambiental e gestão de desastres.
EnMap
EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) é uma missão de satélite hiperespectral alemã lançada em 2022.
Ele utiliza espectroscopia de imagem para dividir a luz solar refletida da Terra em 246 bandas espectrais estreitas e contíguas, de 420 nm a 2450 nm, abrangendo as regiões visível, infravermelho próximo (VNIR) e infravermelho de onda curta (SWIR).
Cada pixel em uma imagem EnMAP representa uma área de 30 m x 30 m no solo. Assim como o PRISMA, este é um satélite multifuncional, mas contribuiu com descobertas importantes sobre emissões de metano antes do lançamento de satélites e constelações mais especializados.
NarSha (South Korea)
NarSha é a primeira constelação de microsatélites dedicada ao monitoramento de metano da Coreia do Sul, composta por mais de 100 satélites, desenvolvida pela empresa sul-coreana Nara Space para lançamento em 2026, em colaboração com a Seoul National University (SNU) e o Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
Os satélites são construídos usando o padrão compacto 16U CubeSat, e um lote inicial de 12 satélites começará a ser lançado em 2026.
A quantidade desses satélites poderia proporcionar monitoramento global de metano quase em tempo real, com revisitas diárias a fontes específicas de emissão. Deve apresentar alta resolução, com resolução espacial esperada em menos de 25–30 metros e medições de alta precisão focadas em metano, graças a uma resolução espectral inferior a 1 nm (dentro da banda de metano 1625–1670 nm).
Corrigindo as Emissões de Metano
De Onde Vêm as Emissões de Metano?
Graças a medições mais precisas de todos os satélites que monitoram o metano, agora temos uma imagem muito mais precisa das emissões de metano do que em 2020. No geral, as emissões de petróleo e gás são as maiores na Eurásia (especialmente Rússia e Ásia Central), no Oriente Médio e na América do Norte, além de níveis surpreendentemente altos na África.
Fonte: IEA
Como as Emissões de Metano Podem Ser Reduzidas?
Vazamentos, locais de produção de combustíveis fósseis sem manutenção e queima de gás são todas fontes importantes de metano que poderiam ser resolvidas quase sem custo líquido.
Entre as muitas soluções que podem ser implementadas com tecnologias e recursos disponíveis, algumas podem ser mencionadas:
- Fornecer acesso a energia limpa para locais de produção de combustíveis fósseis.
- Reduzir a queima de gás.
- Detecção e reparo de vazamentos.
- Unidades de recuperação de vapor.
Outras medidas, como vedar poços vazando ou desgasificação de minas de carvão, também podem ser impactantes, mas são menos cruciais em volume absoluto.
Fonte: IEA
No entanto, o gasto total é relativamente pequeno comparado à economia mundial, ou, por exemplo, à receita das empresas de petróleo ou ao gasto militar, com a estimativa da IEA de US$ 250 bi suficiente para cortar a maioria das emissões de metano.
“Estimamos que cerca de US$ 260 bilhões em gastos são necessários até 2030 para implementar todas as medidas de mitigação de metano necessárias para alcançar uma redução de 75 % nas emissões de metano. O gasto médio anual necessário representa menos de 2 % da renda líquida que a indústria de combustíveis fósseis gera anualmente.”
Embora muitos desses investimentos se paguem com as emissões evitadas e recuperem gás natural útil que pode ser vendido ou utilizado, algumas iniciativas precisarão de financiamento direto quando têm um custo líquido negativo. Mas isso também pode ser financiado relativamente facilmente por instituições internacionais, considerando os valores necessários.
“Estimamos que a lacuna de financiamento para a mitigação de metano de combustíveis fósseis em países de baixa e média renda seja de cerca de US$ 60 bilhões (aproximadamente US$ 40 bilhões para operações ativas e US$ 20 bilhões para instalações abandonadas).”
Investindo no Monitoramento de Metano
(GOOGL )
O Google, claro, é mais conhecido como um motor de busca ultra-dominante, uma ferramenta importante para anúncios na Internet, um provedor de serviços em nuvem e líder em tecnologia de IA. Mas também, por meio do seu Earth Engine, é o parceiro principal para o processamento de dados de emissões de metano para uso regulatório global.
O Earth Engine combina imagens de satélite com os algoritmos do Google e de seus parceiros para transformar essas informações em aplicações práticas, utilizáveis e do mundo real.
Isso inclui conjuntos de dados prontos para uso que cobrem tudo, desde clima, tempo, geografia e agricultura, ou acesso direto via API do Earth Engine, disponível em Python e JavaScript.
“O Google Earth Engine tornou possível, pela primeira vez na história, processar rapidamente e com precisão vastas quantidades de imagens de satélite, identificando onde e quando ocorreram mudanças na cobertura arbórea em alta resolução. O Global Forest Watch não existiria sem ele. Para quem se preocupa com o futuro do planeta, o Google Earth Engine é uma grande bênção!”
Dr. Andrew Steer, Presidente e CEO do World Resources Institute.
Os dados podem ser usados para fins não comerciais, caso em que o uso é gratuito sob um conjunto rigoroso de condições.
Fonte: Earth Engine
Também pode ser usado para fins comerciais, proporcionando à empresa cliente acesso direto a mais de 50 petabytes de dados prontos para análise e poder de processamento analítico incomparável. Isso pode ser usado para demonstrar o impacto de iniciativas ESG, identificar riscos ambientais, otimizar rendimentos agrícolas, comparar locais potenciais para instalações industriais como usinas fotovoltaicas, etc.
“A Unilever está comprometida em alcançar uma cadeia de suprimentos livre de desmatamento até 2023. Usar uma plataforma geoespacial que aproveita o Google Earth Engine e o Google Cloud nos permite realizar nossa ambição de criar uma cadeia de suprimentos verdadeiramente sustentável.”
Andrew Wilcox, Gerente Sênior, Suprimentos Sustentáveis & Programas Digitais, Unilever
Muitas empresas foram construídas com base no Google Earth Engine, por exemplo:
- Earth Blox: oferece uma interface sem código para o Earth Engine, tornando-o acessível a usuários não técnicos no setor comercial
- NGIS: foca em fornecer insights para a indústria agrícola.
- Spatial Informatics Group (SIG): foca em suporte à decisão ambiental, com expertise em identificação de vegetação, análise de fenologia e monitoramento de culturas.
- Climate Engine: um parceiro estratégico que fornece aplicações centrais integradas ao Google Cloud, ajudando empresas a gerenciar recursos hídricos e risco de incêndios florestais
Este é um entre muitos exemplos do poder dos dados para uma empresa como o Google. Ele pode não apenas ter um grande impacto positivo para ONGs e outras atividades não comerciais, mas também pode fornecer um fluxo de dados insubstituível (e altamente valioso e monetizável) para inúmeras corporações, seja diretamente ou indiretamente através de fornecedores e curadores que refinam os dados em insights acionáveis para indústrias ou casos de uso específicos.
À medida que entramos na aurora da era da IA, esse tipo de tesouro de dados crescerá cada vez mais em valor, especialmente para empresas como o Google, capazes de aproveitá-lo ao máximo com sua própria expertise interna em IA, dos quais os LLMs como o Gemini são apenas a ponta do iceberg.
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