Pesquisadores da Universidade de São Paulo desenvolveram um método capaz de restringir geograficamente a origem de madeira extraída da Amazônia a partir da composição química registrada na celulose das árvores. Conduzido pelo Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP, em Piracicaba, o projeto combina análise de isótopos estáveis, modelagem estatística e aprendizado de máquina para verificar se a procedência declarada em documentos florestais é compatível com a região onde a árvore teria crescido.
A tecnologia cria uma espécie de impressão digital natural da madeira. Como as proporções de diferentes formas de oxigênio, carbono, nitrogênio e outros elementos variam de acordo com o regime de chuvas, o solo, a altitude e as condições ambientais, amostras retiradas de regiões distintas da Amazônia apresentam assinaturas químicas diferentes.
O objetivo não é substituir o Documento de Origem Florestal, o DOF, nem determinar imediatamente o ponto exato onde cada árvore foi derrubada. A proposta é oferecer uma prova material independente para confrontar as informações registradas no sistema oficial, reduzindo a área provável de origem e indicando quando a composição da madeira é incompatível com o local declarado.
A pesquisa é coordenada pelo professor Luiz Antonio Martinelli e já envolve colaboração com peritos da Polícia Federal. O trabalho também ganhou uma aplicação econômica mais ampla: permitir que empresas, exportadores, instituições financeiras e compradores internacionais verifiquem com maior segurança a origem de produtos florestais inseridos em suas cadeias de fornecimento.
Assinatura química confronta origem declarada no DOF
O Documento de Origem Florestal é a licença obrigatória para o transporte e o armazenamento de madeira e outros produtos florestais de espécies nativas. Emitido eletronicamente, o documento reúne informações sobre procedência, volume, espécie, origem e destino da carga.
O sistema foi ampliado com a criação do DOF+ Rastreabilidade, destinado a acompanhar a madeira desde sua localização na floresta até o primeiro processamento. A fiscalização, contudo, ainda depende da consistência das informações inseridas pelos agentes da cadeia e da capacidade dos órgãos públicos de verificar os dados apresentados.
É nessa lacuna que o método da USP pretende atuar. Enquanto registros eletrônicos, autorizações e documentos de transporte podem conter informações falsas ou ser utilizados para encobrir madeira retirada de áreas não autorizadas, a composição isotópica está incorporada à própria estrutura do material.
Os isótopos são formas de um mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de prótons, mas quantidades diferentes de nêutrons. A proporção entre essas formas varia na natureza e pode deixar registros mensuráveis nos tecidos das plantas.
Na madeira, os pesquisadores analisam a composição da celulose. A relação entre oxigênio-18 e oxigênio-16, por exemplo, muda conforme a localização geográfica e as condições climáticas às quais a árvore esteve exposta durante seu desenvolvimento.
Essa característica transforma a madeira em uma fonte de evidência pericial. Uma carga acompanhada de documento que indique determinada origem pode ser submetida a análise laboratorial e comparada com o mapa isotópico construído pelos pesquisadores.
Caso a assinatura química seja incompatível com a procedência declarada, o resultado pode servir como elemento adicional em uma investigação. Segundo Martinelli, a vantagem é que não há como alterar artificialmente a composição isotópica formada ao longo do crescimento da árvore. “Não tem como falsificar isótopos estáveis”, afirmou o pesquisador.
Estudo identificou gradiente químico entre leste e oeste
A primeira etapa científica consolidada do projeto foi publicada em maio de 2026 na revista internacional Molecules. O estudo apresentou o primeiro mapa regional da distribuição de isótopos estáveis de oxigênio na madeira de árvores da Amazônia.
O artigo analisou 387 árvores coletadas em 25 localidades. Depois da extração da alfa-celulose, os pesquisadores mediram os valores de oxigênio-18 e testaram dois modelos para representar a distribuição geográfica das assinaturas.
O primeiro utilizou regressão linear múltipla, método estatístico que relaciona a composição isotópica a variáveis ambientais. O segundo empregou o algoritmo Random Forest, técnica de aprendizado de máquina que combina diferentes árvores de decisão para identificar padrões em grandes conjuntos de dados.
O modelo de regressão linear apresentou coeficiente de determinação de 0,70. Isso significa que as variáveis empregadas conseguiram explicar aproximadamente 70% da variação observada nos valores médios entre os locais analisados.
O Random Forest alcançou desempenho semelhante, com coeficiente de 0,67. A proximidade dos resultados indicou que tanto a abordagem estatística tradicional quanto o aprendizado de máquina conseguiram reproduzir o principal padrão geográfico identificado pela pesquisa.
Os dois modelos revelaram um gradiente entre o sudeste e o noroeste da Amazônia. As madeiras provenientes da parte ocidental apresentaram proporções menores de oxigênio-18, enquanto as amostras do leste registraram concentrações mais elevadas.
A explicação está relacionada ao deslocamento da umidade proveniente do oceano Atlântico. À medida que as massas de ar avançam sobre o continente e provocam precipitações, parte dos isótopos mais pesados do oxigênio é retirada da atmosfera pela chuva.
Quando a umidade chega às áreas mais distantes do oceano, especialmente no oeste amazônico, a água já perdeu uma parcela maior de oxigênio-18. Essa diferença é absorvida pelas árvores e incorporada à celulose, deixando um registro químico da dinâmica climática regional.
Inteligência artificial amplia capacidade de cruzar variáveis
O uso de inteligência artificial permite ao projeto trabalhar com relações que não seguem necessariamente padrões lineares. Na Amazônia, a composição da madeira pode ser influenciada simultaneamente pelo regime de chuvas, temperatura, altitude, umidade, tipo de solo, evapotranspiração e características fisiológicas de cada espécie.
Modelos de aprendizado de máquina conseguem cruzar essas variáveis e identificar combinações difíceis de capturar por métodos mais simples. A tecnologia também permite revisar as previsões à medida que novas amostras são incorporadas ao banco de dados.
A inteligência artificial, entretanto, não elimina a necessidade de uma base física representativa. O sistema depende de amostras cuja origem seja conhecida e confiável. Quanto mais ampla e distribuída for a coleta, maior tende a ser a capacidade do modelo de diferenciar regiões próximas.
O artigo publicado utilizou somente o oxigênio como marcador isotópico. O projeto mais amplo já trabalha com carbono e nitrogênio e pretende incorporar o estrôncio, elemento cuja composição pode refletir características geológicas e dos solos.
A combinação de vários marcadores poderá reduzir áreas de incerteza. Uma região que apresente valores semelhantes de oxigênio a outra pode ter composição distinta de carbono, nitrogênio ou estrôncio, permitindo uma separação mais precisa.
A equipe também estuda a criação de um mapa baseado na concentração de diferentes elementos químicos presentes na madeira. Essa ferramenta, chamada de elementalscape, poderia complementar o mapa isotópico e ampliar o número de características utilizadas na atribuição de origem.
Base ampliada reúne 800 árvores em 63 localidades
Embora o estudo publicado tenha considerado 387 árvores de 25 pontos, o projeto completo já reúne amostras de aproximadamente 800 árvores coletadas em 63 localidades da Amazônia.
A expansão é necessária porque a floresta ocupa uma área extensa, reúne grande diversidade de espécies e apresenta variações de solo e clima em escalas relativamente pequenas. Uma base concentrada em poucos pontos poderia produzir resultados excessivamente amplos ou atribuir confiança indevida a determinada região.
No estágio atual, o melhor modelo consegue excluir aproximadamente 80% da área florestal amazônica ao avaliar a possível origem de uma amostra. Isso representa a eliminação de cerca de 3,2 milhões de quilômetros quadrados.
O percentual demonstra o potencial do método, mas também revela sua principal limitação. Os 20% restantes correspondem a aproximadamente 640 mil quilômetros quadrados, área superior à de muitos países e equivalente a cerca de duas vezes e meia o território do Estado de São Paulo.
A ferramenta, portanto, ainda não deve ser apresentada como um sistema capaz de apontar sozinho a fazenda, o município ou o local exato da extração. Sua função mais imediata é restringir possibilidades e testar a compatibilidade entre a madeira apreendida e a origem declarada.
Em uma investigação, essa informação pode ser cruzada com coordenadas de planos de manejo, imagens de satélite, registros de transporte, dados de serrarias, volumes autorizados, rotas logísticas e documentos fiscais.
Quanto maior a quantidade de evidências convergentes, mais robusta será a atribuição de origem. A análise isotópica poderá funcionar como uma camada adicional de verificação, e não como substituta de todos os demais instrumentos de fiscalização.
Arco do desmatamento concentra maior dificuldade técnica
O maior desafio do projeto está justamente no arco do desmatamento, faixa que se estende por áreas do Maranhão, Pará, Mato Grosso, Rondônia, Acre e Amazonas e concentra parte relevante da pressão sobre a floresta.
A região apresenta elevada diversidade de solos, microclimas, formações florestais e históricos de ocupação. Isso aumenta a variabilidade das assinaturas químicas e dificulta a construção de fronteiras claras entre uma área e outra.
Há ainda um problema operacional. O avanço da exploração madeireira e da conversão da floresta reduz o número de árvores disponíveis para amostragem em determinados locais. Como resultado, as áreas com maior risco de extração ilegal podem ser justamente aquelas em que os pesquisadores encontram maior dificuldade para construir uma base representativa.
A superação dessa limitação exigirá novas campanhas de coleta, maior diversidade de espécies e integração com instituições que atuam em diferentes partes da Amazônia.
O artigo reúne pesquisadores ligados à USP, Universidade de Brasília, Universidade Estadual Paulista, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Universidade do Estado do Amapá, Universidade Federal de Santa Maria, Universidade Federal de Lavras, Universidade Estadual de Montes Claros, Universidade de Utah e Polícia Federal.
A participação de diferentes instituições amplia o acesso a coleções, laboratórios, áreas de pesquisa e conhecimentos especializados. Também aproxima a produção acadêmica da aplicação pericial, condição necessária para que o método saia da fase experimental e seja incorporado a procedimentos de fiscalização.
Polícia Federal prepara aplicação pericial do método
A Polícia Federal já mantém iniciativas voltadas ao uso de análises geoquímicas para determinar a origem de madeira apreendida. Um dos projetos institucionais, denominado Madeira de Lei, concentra-se na exploração ilegal e utiliza estudos químicos para atribuição geográfica do material.
A cooperação com o grupo da USP pode oferecer aos peritos um mapa de referência contra o qual as amostras sejam comparadas. Depois de consolidada, a metodologia poderá ser aplicada a pequenos fragmentos retirados de toras, tábuas, móveis ou outros produtos.
O potencial probatório dependerá da validação científica, da padronização da coleta, do controle da cadeia de custódia e da definição de margens de erro. Laudos utilizados em processos criminais ou administrativos precisam demonstrar como as amostras foram obtidas, conservadas, analisadas e comparadas.
Outro ponto será estabelecer o peso da análise isotópica diante das demais evidências. Um resultado incompatível com o DOF pode indicar fraude, mistura de cargas ou falha documental, mas deverá ser interpretado dentro do conjunto da investigação.
Ainda assim, a possibilidade de testar fisicamente uma declaração de origem muda a dinâmica da fiscalização. Em vez de depender exclusivamente da conferência de registros, os órgãos públicos passam a contar com uma característica interna da própria madeira.
Exigências internacionais aumentam valor da rastreabilidade
O desenvolvimento da tecnologia ocorre em um momento de aumento das exigências ambientais sobre cadeias globais de fornecimento. A União Europeia se prepara para aplicar, a partir de 30 de dezembro de 2026, regras que obrigam empresas a demonstrar que determinadas commodities e produtos não estão associados ao desmatamento ou à degradação florestal.
A madeira está entre os produtos abrangidos. As empresas deverão realizar procedimentos de diligência, reunir dados de geolocalização e avaliar o risco de que os itens comercializados tenham origem em áreas desmatadas após a data de corte estabelecida pela regulação.
O mapa isotópico não substitui a geolocalização exigida pelas autoridades europeias. Ele pode, porém, funcionar como instrumento de auditoria para testar a consistência das informações fornecidas por produtores e fornecedores.
Para exportadores brasileiros, a capacidade de comprovar a origem pode reduzir o risco de retenções, sanções, cancelamento de contratos e perda de compradores. Para bancos, fundos e seguradoras, a tecnologia pode melhorar a avaliação de riscos socioambientais vinculados a empresas do setor florestal.
Companhias de móveis, construção, papel, celulose e varejo também poderão utilizar análises independentes para verificar fornecedores considerados mais expostos. A rastreabilidade deixaria de ser apenas um requisito documental e passaria a incorporar testes físicos por amostragem.
O efeito econômico mais relevante poderá ocorrer na diferenciação entre madeira legal e produtos cuja origem não possa ser comprovada. Empresas com cadeias auditáveis tendem a enfrentar menos barreiras, enquanto operações dependentes de documentação inconsistente ficam mais expostas a fiscalizações e restrições comerciais.
Ampliação do banco de amostras definirá alcance da tecnologia
A transformação do mapa isotópico em uma ferramenta operacional dependerá agora da expansão da base de referência e da validação em casos reais.
Novas coletas deverão preencher lacunas geográficas, aumentar a representação do arco do desmatamento e testar se diferenças entre espécies afetam as previsões. A inclusão de carbono, nitrogênio, estrôncio e outros elementos poderá reduzir a área de incerteza deixada pelo oxigênio.
Também será necessário criar protocolos para laboratórios, estabelecer critérios de interpretação e determinar em quais condições uma origem pode ser considerada compatível ou incompatível.
O avanço já obtido mostra que a madeira preserva informações ambientais capazes de atravessar as etapas de corte, transporte e processamento. Ao transformar esse registro natural em evidência mensurável, a pesquisa da USP abre uma nova frente contra a lavagem de madeira ilegal.
A consolidação do método dependerá menos da promessa de localizar uma árvore isolada e mais da capacidade de construir um sistema amplo, auditável e estatisticamente confiável. Com 800 árvores catalogadas em 63 localidades, o mapa começa a ganhar escala, mas será o crescimento dessa rede que determinará sua utilidade para a Polícia Federal, para o comércio exterior e para a cadeia florestal brasileira.
