Plataforma Tikatu inova na análise da qualidade da água com IA
Combinando inteligência artificial e ciência cidadã, a plataforma acelera monitoramento, indica usos e sugere medidas para resolver problemas na água analisada
É essencial saber se a água que usamos está em boas condições. E se, além do trabalho das companhias que tratam e distribuem a água, as pessoas puderem conseguir e conferir essas informações elas mesmas? Essa é a proposta da plataforma Tikatu, criada por cientistas brasileiros para ampliar a capacidade, o poder e a velocidade de monitoramento da qualidade de água. Para isso, a Tikatu integra um modelo de linguagem de grande escala (GPT) de inteligência artificial, treinado com a norma ambiental brasileira (CONAMA 357/2005), à coleta de dados por ciência cidadã. Assim, voluntários e membros da comunidade podem coletar dados científicos e ter resposta rápida e sugestões para sanar os problemas. Essa articulação de tecnologia e participação amplia o acesso a análises técnicas sofisticadas.
A jornada de criação da plataforma está descrita no artigo Tikatu: development of a web platform with artificial intelligence for monitoring and analyzing water quality data [Tikatu: desenvolvimento de uma plataforma web com inteligência artificial para monitoramento e análise de dados de qualidade da água], assinado por Vinicius Saraiva Santos, do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Tecnologias (PPGCTA) da Universidade Federal do Sul da Bahia (UFSB), Alan Gomes de Oliveira, do Centro de Pesquisa em Biodiversidade (CPBio) da Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), em Ilhéus, e Laurindo Porfiro dos Santos Neto e Fabrício Berton Zanchi, do Centro de Ciências Ambientais (CFCAm) da Universidade Federal do Sul da Bahia (UFSB), em Porto Seguro. A publicação está no periódico International Journal of River Basin Management, edição de novembro de 2025.
A plataforma foi pensada também como ferramenta de educação ambiental e engajamento cívico. Essa intenção fica clara na tradução de dados técnicos em linguagem compreensível para diferentes perfis de usuários — incluindo educadores, estudantes e gestores.
O nome já indica o intuito. "Tikatu" vem do Tupi Antigo: "ty" quer dizer "rio"; "ka tu" significa "bom", "saudável", resultando em "rio bom" ou "rio saudável". A intenção era ligar a iniciativa aos costumes indígenas na convivência com o ambiente e ao patrimônio linguístico do Brasil. O mesmo sentido se percebe no logotipo, que incorpora elementos visuais para simbolizar sustentabilidade e respeito à origem cultural brasileira.
Para que essa participação seja possível, era importante poder ampliar a capacidade de processamento e armazenamento da plataforma. Outra necessidade é que o algoritmo possa ser empregado em análises em diferentes pontos do país. A validação em dois biomas distintos (Mata Atlântica e Amazônia) e a integração com fontes de dados externas via interface de programação de aplicações (API, na sigla em inglês) permitem replicar e adaptar a plataforma para diferentes contextos geográficos e institucionais. Assim, pode ser usada tanto por agências públicas quanto por comunidades locais.
Vinicius Saraiva, um dos autores da Tikatu e do artigo, explica que, para os parâmetros medidos em campo, o ganho de tempo é bastante significativo. Parte dos dados podem ser visualizados logo após a coleta.
"Isso evita aquele processo mais demorado de reunir informações manualmente para só depois começar a interpretar os resultados. No caso dos parâmetros que ainda dependem de laboratório, o tempo continua sendo o do próprio processamento laboratorial. A plataforma ajuda ao centralizar tudo em um mesmo ambiente e facilitar a leitura dos dados assim que eles ficam disponíveis", detalha.
O professor Fabrício Berton Zanchi, que é reitor da UFSB e também é um dos criadores da Tikatu, fala que a plataforma aumenta o poder da análise. Além de acelerar a coleta e combinar essa agilidade com experiência de quem está vendo a situação no local, a Tikatu vai além de medir indicadores: "Ela apresenta ponto a ponto, gera gráfico, faz o relatório e ainda diz o que a água tem e o que você precisa fazer com ela. É a evolução da inteligência artificial dentro de uma função ambiental que a gente precisa, que é tanto a água", detalha o cientista.
Acompanhamento em tempo real
O problema abordado no artigo é urgente: como monitorar e analisar a água com agilidade e como traduzir isso para as pessoas em geral? A qualidade da água importa em todos os níveis, no rio e na torneira. As mudanças climáticas e as atividades humanas, incluindo a poluição e as interferências nos ecossistemas, prejudicam o acesso a recursos hídricos limpos e saudáveis.
Acompanhar a sanidade da água pelos métodos tradicionais fornece as informações, mas é difícil coletar amostras com a frequência e na extensão territorial necessárias. Seja para criar novas políticas públicas, monitorar os cursos d'água ou educar a população, é preciso investir tempo e recursos.
Outra questão é a reconhecida dificuldade de levar as informações ambientais de forma objetiva ao público. Essa barreira piora com a escassez de dados de qualidade da água e falta de fiscalização.
A Tikatu integra múltiplos parâmetros do Índice de Qualidade da Água (IQA) e avalia as condições hídricas em tempo real. É o sensoriamento participativo: as pessoas podem usar seus dispositivos móveis para colaborar na coleta de dados.
A plataforma se alinha a três objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU:
ODS 4 — Educação de qualidade, por meio de interface interativa e recursos educativos sobre parâmetros de qualidade da água.
ODS 6 — Água potável e saneamento, por monitorar e mostrar os dados das medições de qualidade da água;
ODS 14 — Vida na água, por detectar poluentes, ajudando assim na conservação de ecossistemas aquáticos.
Como surgiu a Tikatu?
Para criar a plataforma, a equipe adotou a metodologia Agile de desenvolvimento de programas de computador. Trata-se de uma abordadem que busca entregar valor de forma contínua, com rapidez de resposta a mudanças. Cada conjunto de funcionalidades foi criado em ciclos curtos de trabalho, com duração definida. A Tikatu tem uma interface que se ajusta a diferentes telas e que deixa os dados mais fáceis de entender pelo usuário. Para isso, os desenvolvedores combinaram a biblioteca Streamlit (biblioteca open-source de Python para criação rápida de aplicações web interativas), HTML e CSS para estruturação e estilização da interface, a biblioteca Plotly para criação de gráficos e dashboards (quadros visuais) interativos, e a biblioteca Folium para visualização de mapas com dados geoespaciais.
A parte lógica da Tikatu foi desenvolvida em Python. O armazenamento dos dados em nuvem emprega o Supabase — plataforma open-source (isto é, desenvolvida de forma colaborativa a partir de um código aberto) de banco de dados em nuvem com suporte nativo ao PostgreSQL (sistema de gerenciamento de banco de dados relacional de código aberto). Essas escolhas são recomendadas para sistemas escaláveis - ou seja, que permitem acompanhar o crescimento da demanda sem prejudicar o funcionamento do sistema.
A integração com inteligência artificial foi feita com a arquitetura GPT (Generative Pre-trained Transformer — modelo de linguagem de grande escala que emprega técnicas de Processamento de Linguagem Natural, ou NLP, para interpretar e gerar textos), da OpenAI. Um assistente GPT foi criado e treinado com informações detalhadas sobre parâmetros de qualidade da água, tendo a Resolução CONAMA n° 357/2005 como principal referência normativa. O modelo foi acessado via API.
Os dados usados no treinamento do assistente de IA foram de dois tipos: primários e secundários.
Os dados primários são as amostras de água coletadas pelos cientistas e criadores da Tikatu. Essas amostras são de um único dia de campo, em março de 2023, em seis pontos georreferenciados ao longo do Rio Chamagunga, em Porto Seguro, Bahia. Em cada ponto, a equipe obteve três réplicas independentes a cerca de 30 cm de profundidade abaixo da superfície. Nessa etapa, a equipe usou uma sonda multiparamétrica pré-calibrada e um turbidímetro 2100AN (HACH) para análises feitas no local de coleta (in situ).
Os parâmetros medidos em campo incluíram turbidez, condutividade elétrica, pH, temperatura, sólidos totais, salinidade e oxigênio dissolvido. Parâmetros como demanda bioquímica de oxigênio (DBO — quantidade de oxigênio necessária para decompor a matéria orgânica presente na água por ação microbiana), coliformes termotolerantes (bactérias indicadoras de contaminação fecal) e fósforo total foram obtidos por análise laboratorial.
Já os dados secundários são dois conjuntos de informações adicionais que os criadores da Tikatu usaram para validar os algoritmos de interpretação da plataforma. O primeiro conjunto é do Programa Monitora do INEMA (2017) e se refere ao Rio Buranhém, em Porto Seguro, com coletas a cada três meses em 2019. O segundo conjunto de dados é do estudo de Monte et al. (2021) sobre a qualidade da água do Lago Juá, em Santarém, Pará (região amazônica). Esse conjunto vem de campanhas de coleta de amostras nas estações secas de 2018, 2019 e 2020 naquele lago.
Os dados secundários foram validados na comparação. Para o Rio Buranhém, os resultados gerados pela Tikatu mostraram forte alinhamento com as interpretações oficiais do INEMA. Para o Lago Juá, a plataforma acertou na identificação de insuficiência de oxigênio dissolvido no ponto J-01 (4,2 mg/L), atribuindo-a à atividade antrópica, ao acúmulo de matéria orgânica e a processos naturais. Essa conclusão é consistente com o estudo de Monte et al. (2021). A validação em dois contextos ecológicos distintos — Mata Atlântica (sul da Bahia) e Amazônia — mostrou como a plataforma pode ser usada em diferentes condições climáticas e geográficas.
A Tikatu envia notificação automática por e-mail sempre que algum parâmetro monitorado passa dos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA n° 357/2005. Esses avisos levam em conta o cálculo do Índice de Qualidade da Água (IQA). A Tikatu segue a fórmula estabelecida pela Companhia Estadua de Saneamento do Estado de São Paulo (CETESB) para o IQA. O IQA só é informado quando se tem dados de todos os nove parâmetros essenciais: pH, condutividade elétrica, turbidez, temperatura, salinidade, DBO, oxigênio dissolvido, coliformes termotolerantes e fósforo total.
Informação aqui e agora
Com a plataforma pronta, a equipe conseguiu monitorar a qualidade da água do Rio Chamagunga. Foi possível notar desvios dos parâmetros em relação aos limites da Resolução CONAMA 357/2005 e agir com rapidez para corrigir.
No que se refere à interface de uso, a tela inicial informa sobre a importância do monitoramento, a Agenda 2030 e os parâmetros monitorados. É possível filtrar dados por parâmetro físico-químico, rio, ponto de coleta e intervalo de tempo. Os dados filtrados são exibidos em gráficos de barras com linhas de referência indicando os limites mínimo e máximo estabelecidos pelo CONAMA. Mapas interativos com os pontos de coleta georreferenciados são gerados de forma dinâmica. Botões informativos abrem janelas com definições e importância de cada parâmetro.
A IA integrada interpreta os resultados em linguagem acessível a pessoas de diferentes níveis de escolaridade. Os relatórios gerados podem ser baixados em formato PDF e contêm o nome da plataforma, gráfico dos parâmetros selecionados e análise textual detalhada produzida pela IA.
A interface do IQA tem quatro componentes: filtros personalizados (cidade, rio, pontos de coleta), gráfico comparativo do IQA por ponto, tabela de classificação por faixas (de "Ótima" a "Péssima") e botão para geração de relatório PDF detalhado.
Conforme o professor Fabrício Zanchi, o sistema permite avaliar a condição da água considerando o tipo de uso pretendido. Por exemplo, a depender do PH da amostra, se pode saber se aquela fonte ou curso de água pode ser usado para beber ou para algum cultivo. "[A Tikatu] interpreta na faixa do Conama qual é aquele PH, se ele é bom ou ruim para aquele determinado tipo de empreendimento que você está querendo. A mesma coisa com a salinidade, por exemplo. Se é para uma plantação, com a salinidade em tal medida, aquela plantação não vai sobreviver. Se for um mangue lá, beleza. Agora se for uma hortaliça, morre", explica.
A Tikatu permite que o usuário colete uma amostra de água e informe os dados dessa coleta: se é de uma água corrente, de um poço, se há algum empreendimento ao redor. Os parâmetros e esses dados são analisados pela IA e geram informação sobre a qualidade e sugestões para resolver o problema.
Com os testes, a equipe aponta que há viabilidade do uso da plataforma para a gestão e para a educação ambiental. Pela arquitetura modular e flexibilidade, é possível fazer análises em outras regiões e outros rios, com as adaptações necessárias a cada local e cada ponto de monitoramento. Os resultados obtidos pelos desenvolvedores são consistentes com outras iniciativas que integram o uso de inteligência artificial e monitoramento ambiental. Um deles é descrito no artigo de Choi et al (2018), que correlacionou dados ambientais de múltiplas fontes para identificar padrões de poluição. Outro exemplo mencionado é o trabalho de Singh e Kumar (2020) sobre o uso de sistemas baseados em IA para análise simultânea de múltiplos parâmetros com alertas em tempo real.
O teste também permitiu saber as limitações a resolver. Uma delas é que é preciso ter conexão estável à Internet para transmitir os dados. Isso pode ser difícil em áreas mais remotas. A quantidade de dados é tal que é preciso ter uma infraestrutura robusta para ampliar os recursos da Tikatu. Outra questão é que calcular o IQA depende de se saber todos os dados dos pontos de coleta, uma barreira nos casos em que os essas informações estejam incompletas. E do lado humano da questão, não saber como usar a plataforma pode afetar o engajamento comunitário efetivo. Esse problema pode ser resolvido com treinamentos, em parcerias com órgãos governamentais e organizações não-governamentais (ONGs).
Conforme Vinícius Saraiva, o projeto prevê a realização de oficinas para ensinar pessoas não especializadas a usar a plataforma e os equipamentos. Além de coletar e analisar dados de qualidade da água, a Tikatu também deve ajudar a disseminar esse tipo de informação de forma mais acessível. "A ideia é justamente tornar esses dados mais compreensíveis para diferentes públicos, não só para quem já trabalha tecnicamente com o tema. Por isso, a realização de oficinas e atividades de demonstração faz sentido, como parte do caminho de expansão da plataforma", destaca.
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