Tpia: um novo índice de potencial de infiltração integrado ao google earth engine com calibração para solos brasileiros.
DOI:
https://doi.org/10.69849/tj8gn992Palavras-chave:
Infiltração, Google Earth Engine, Sensoriamento remoto, Recursos hídricos, TPIA, Solos brasileirosResumo
O Índice de Potencial de Infiltração (TPIA) foi desenvolvido como uma ferramenta para estimativa do potencial de infiltração em todo o território brasileiro, integrando múltiplas variáveis geoambientais processadas na plataforma Google Earth Engine. O índice combina dados de precipitação (CHIRPS), permeabilidade do solo (OpenLandMap), declividade (SRTM) e uso da terra (MapBiomas) por meio de normalização linear e agregação multiplicativa, gerando um indicador na escala 0-1 com resolução final de 30 metros. Como diferencial, a velocidade de infiltração é estimada a partir da textura do solo utilizando valores calibrados especificamente para solos brasileiros com base no Ksat-SSIR-DB (Embrapa, 2025). Foi desenvolvida uma interface gráfica interativa no Google Earth Engine que permite a usuários não-especialistas delimitarem suas áreas de interesse, selecionarem períodos de análise e obterem resultados imediatos, incluindo mapas e estatísticas. A ferramenta foi aplicada em quatro regiões representativas do Brasil (Amazônia, Cerrado, Semiárido e Região Metropolitana de São Paulo), evidenciando sua sensibilidade às diferentes realidades ambientais e antrópicas, com TPIA médio variando de 0,098 a 0,421 e velocidades de infiltração estimadas entre 4,3 mm/h e 32,4 mm/h. O código fonte está disponível para acesso e reprodução, contribuindo para a gestão de recursos hídricos, planejamento territorial e pesquisa acadêmica no país.
Referências
BERTOL, I. et al. Propriedades físicas do solo relacionadas a diferentes níveis de oferta de forragem de capim-elefante. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 35, n. 5, p. 1047-1054, 2000.
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 10. ed. São Paulo: Ícone, 2017. 355 p.
BOCANEGRA, E. et al. Aplicação do método SCS-CN em condições tropicais: estudo de caso na bacia do rio Piracicaba. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v. 23, e12, 2018.
BRANDÃO, V. S. et al. Modelagem hidrológica em bacias hidrográficas brasileiras: aplicações e desafios. In: SIMPÓSIO DE RECURSOS HÍDRICOS DO NORDESTE, 9., 2006, Salvador. Anais... Salvador: ABRH, 2006.
BURROUGH, P. A.; MCDONNELL, R. A. Principles of geographical information systems. 3. ed. Oxford: Oxford University Press, 2015. 330 p.
CARVALHO, T. M. et al. Taxas de infiltração em diferentes usos do solo na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 48, e0230045, 2024.
CPRM - SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL. Geologia do Estado do Pará. Belém: CPRM, 2010. 150 p.
EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 5. ed. Brasília: Embrapa, 2018. 590 p.
FARR, T. G. et al. The shuttle radar topography mission. Reviews of Geophysics, Washington, v. 45, n. 2, RG2004, 2007.
FISCH, G.; MARENGO, J. A.; NOBRE, C. A. Uma revisão geral sobre o clima da Amazônia. Acta Amazônica, Manaus, v. 28, n. 2, p. 101-126, 1998.
FLORENZANO, T. G. Iniciação em sensoriamento remoto. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 128 p.
FUNK, C. et al. The climate hazards infrared precipitation with stations: a new environmental record for monitoring extremes. Scientific Data, London, v. 2, 150066, 2015.
GORELICK, N. et al. Google Earth Engine: planetary-scale geospatial analysis for everyone. Remote Sensing of Environment, New York, v. 202, p. 18-27, 2017.
GROHMANN, C. H.; RICCOMINI, C.; STEVAUX, J. C. Aplicações dos modelos de elevação SRTM em geomorfologia. Revista Geográfica Acadêmica, Boa Vista, v. 2, n. 2, p. 73-83, 2008.
HENTSCHEL, F. et al. Global soil texture classes. OpenLandMap, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.7910/DVN/1PEEY0. Acesso em: 15 jan. 2026.
HILLEL, D. Environmental soil physics. San Diego: Academic Press, 1998. 771 p.
HORTON, R. E. The role of infiltration in the hydrologic cycle. Transactions of the American Geophysical Union, Washington, v. 14, p. 446-460, 1933.
HORTON, R. E. An approach toward a physical interpretation of infiltration capacity. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 5, p. 399-417, 1940.
IBGE - INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Manual técnico de uso da terra. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2013. 171 p. (Manuais Técnicos em Geociências, 7).
INMET - INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normais climatológicas do Brasil 1991-2020. Brasília: INMET, 2020.
JENSEN, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. São José dos Campos: Parêntese, 2009. 604 p.
KEESSTRA, S. et al. The significance of soils and soil science towards realization of the United Nations Sustainable Development Goals. Soil, Göttingen, v. 2, n. 2, p. 111-128, 2016.
KUMAR, L.; MUTANGA, O. Google Earth Engine applications since inception: usage, trends, and potential. Remote Sensing, Basel, v. 10, n. 10, 1509, 2018.
LIBARDI, P. L. Dinâmica da água no solo. 2. ed. São Paulo: EDUSP, 2005. 344 p.
MARENGO, J. A. et al. Extreme rainfall events in the Amazon basin and their relation with the hydrological cycle. Theoretical and Applied Climatology, Wien, v. 125, n. 1, p. 191-210, 2016.
MARENGO, J. A. et al. Caracterização do clima atual e da variabilidade climática para a bacia amazônica. In: NOBRE, C. A. et al. (org.). Mudanças climáticas e a Amazônia. São Paulo: Oficina de Textos, 2020. p. 45-78.
MARTINS, A. P.; SANTOS, G. G. Infiltração de água no solo em sistemas de plantio direto com e sem rotação de culturas. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 52, n. 9, p. 765-774, 2017.
MAYER, A. et al. Estimativa da condutividade hidráulica em Latossolos brasileiros a partir de dados geoespaciais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 38., 2025, Campinas. Anais... Campinas: SBCS, 2025.
NOBRE, C. A. et al. Hidrologia da Amazônia: uma visão integrada. In: BICUDO, C. E. M.; TUNDISI, J. G.; SCHEUENSTUHL, M. C. B. (org.). Águas do Brasil: análises estratégicas. São Paulo: Instituto de Botânica, 2016. p. 113-136.
OCDE - ORGANIZAÇÃO PARA A COOPERAÇÃO E DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO. Handbook on constructing composite indicators: methodology and user guide. Paris: OECD, 2008. 162 p.
OTTONI, M. V. et al. Ksat-SSIR-DB: banco de dados de condutividade hidráulica saturada e taxa de infiltração básica para solos brasileiros. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2025. (Documentos, 245).
PARENTE, L. et al. Mapping the Brazilian pasturelands with time series of Landsat and MODIS imagery. Remote Sensing, Basel, v. 13, n. 4, 706, 2021.
PHILIP, J. R. The theory of infiltration: 1. The infiltration equation and its solution. Soil Science, Baltimore, v. 83, n. 5, p. 345-357, 1957.
PINTO, N. L. S. et al. Hidrologia básica. São Paulo: Edgard Blücher, 1976. 278 p.
PREVEDELLO, C. L. Física do solo com problemas resolvidos. Curitiba: SAEAFS, 1996. 446 p.
PRUSKI, F. F. et al. Escoamento superficial em bacias hidrográficas: comparação entre métodos de estimativa. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 7, n. 2, p. 255-260, 2003.
RABUS, B.; EINEDER, M.; ROTH, A.; BAMLER, R. The shuttle radar topography mission: a new class of digital elevation models acquired by spaceborne radar. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Amsterdam, v. 57, n. 4, p. 241-262, 2003.
RAWLS, W. J.; GIMENEZ, D.; GROSSMAN, R. Use of soil texture, bulk density, and slope of the water retention curve to predict saturated hydraulic conductivity. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v. 41, n. 4, p. 983-988, 1998.
REATTO, A. et al. Propriedades físico-hídricas dos solos do Cerrado. Planaltina: Embrapa Cerrados, 2008. 48 p. (Boletim de Pesquisa, 212).
REICHARDT, K. A água em sistemas agrícolas. São Paulo: Manole, 1990. 188 p.
RICHARDS, L. A. Capillary conduction of liquids through porous mediums. Physics, Lancaster, v. 1, n. 5, p. 318-333, 1931.
RODRIGUES, T. E. et al. Solos do Planalto Santarém-Monte Alegre. Belém: Embrapa Amazônia Oriental, 2018. 120 p. (Documentos, 456).
ROSSATO, L. et al. Avaliação do produto de precipitação CHIRPS para o Brasil. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 22., 2017, Florianópolis. Anais... Florianópolis: ABRH, 2017.
SALTELLI, A. (ed.). Sensitivity analysis in practice: a guide to assessing scientific models. Chichester: John Wiley & Sons, 2007. 232 p.
SARTORI, A.; LOMBARDI NETO, F.; GENOVEZ, A. M. Classificação hidrológica de solos brasileiros para a estimativa da chuva excedente com o método do Serviço de Conservação do Solo dos Estados Unidos Parte 1: Classificação. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v. 10, n. 4, p. 5-18, 2005.
SCOPEL, I. et al. Proposta de valores de referência de propriedades físico-hídrica do solo por classes pedológica e textural. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 37., 2013, Florianópolis. Anais... Florianópolis: SBCS, 2013.
SILVA, R. M. et al. Infiltração de água em solos do Semiárido sob Caatinga nativa e áreas cultivadas. Revista Caatinga, Mossoró, v. 31, n. 3, p. 712-721, 2018.
SOUZA, C. M. et al. Reconstructing three decades of land use and land cover changes in Brazilian biomes with MapBiomas. Remote Sensing of Environment, New York, v. 246, 111873, 2020.
TEIXEIRA, W. G. et al. Precisamos de dados nacionais: a importância do Ksat-SSIR-DB para a modelagem hidrológica no Brasil. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2025. (Documentos, 246).
TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 3. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2002. 943 p. (Coleção ABRH de Recursos Hídricos, 4).
USDA - UNITED STATES DEPARTMENT OF AGRICULTURE. National engineering handbook, section 4: hydrology. Washington: USDA, 1972.
VALERIANO, M. M.; ROSSETTI, D. F. Topodata: Brazilian full coverage refinement of SRTM data. Applied Geography, Oxford, v. 32, n. 2, p. 300-309, 2012.
WATRIN, O. S. et al. Dinâmica do uso e cobertura da terra no oeste do Pará. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 19., 2018, Santos. Anais... Santos: INPE, 2018.
WU, Q. geemap: a Python package for interactive mapping with Google Earth Engine. The Journal of Open Source Software, v. 5, n. 51, 2305, 2020.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2026 Douglas Portal de Souza, Victor Moreira Barbosa, Wenzel Souza Nicácio, Rodrigo de Souza Santos Chaves, Anderson Costa Campos, João Gabriel Castro Amaro, Kelven Ruan Pereira Rego, Gleicy Durães Pantoja, Marcelo Augusto Machado Vasconcelos, Maria Isabel Vitorino (Autor)

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
"Os Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
-
Os Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a licença Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Esta licença permite que o trabalho seja compartilhado, copiado e adaptado em qualquer suporte ou formato, para qualquer fim, inclusive comercial, desde que seja atribuído o devido crédito de autoria e de publicação inicial nesta revista.
-
Os Autores têm autorização para assumir compromissos contratuais adicionais separadamente, para a distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
-
A revista permite e incentiva os autores a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) após o processo de edição e publicação, pois isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado."