Astronomia: o Brasil pode enxergar – e chegar – ainda mais longe!

Oi pessoal! O texto de hoje é dividido em três partes. A primeira fui eu que escrevi. É sobre cientometria, com muitos números e gráficos. A 2ª parte é a explicação qualitativa da área, comparando o Brasil principalmente com o Chile. Foi o meu amigo Beto (Carlos Alberto Torres) quem escreveu. Ele é um astrônomo profissional que conheço desde os tempos do Orkut!

A terceira parte, a conclusão, foi escrita pelo parceiro de outros artigos nesta coluna, o Fabiano Borges, analista da Capes.

  1. Análise quantitativa do impacto internacional da Astronomia brasileira

Analisaremos neste estudo a produção científica da Astronomia do Brasil. A primeira coisa que me chamou a atenção foi quando olhei, apenas por curiosidade, a posição no ranking de impacto (medido em citações por publicação – CPP) de 2017 dentre países com pelo menos 100 publicações na área. Verifiquei que o Brasil estava em 15º lugar dentre 38 países na área.

Isso significa um Rank Score de 6,1 – um resultado muito promissor, levando em conta que até o presente momento não havia observado nenhum resultado como esse nas áreas de Humanas, Saúde ou Ciências da Vida.

O melhor resultado que tinha verificado até o momento foi em Odontologia, com Rank Score de 3,7 (19º lugar entre 30 países) (link 1). Importante lembrar que o Rank Score varia de 0 a 10, sendo “zero” quando o país está em último lugar e “dez” quando é o 1º lugar.

Nesse sentido, resolvemos verificar o Rank-Score em Astronomia ao longo dos anos. Nota-se no gráfico da esquerda, abaixo, uma considerável melhora no Rank Score, de 1,0–2,0 em 2001–2003 para aproximadamente 5,0–6,0 em 2016-2018. A partir de 2010 o Brasil evoluiu de forma consistente em impacto.

Verificamos que o nosso impacto atingiu valores próximos ao do Chile nos últimos anos (por exemplo, Rank Score = 6,8 em 2017), um país que tem uma grande tradição de astronomia, pois lá estão os melhores telescópios do mundo. Percebe-se que o Rank-Score chileno se manteve relativamente estável, com valores entre 5,5 e 7,0 na maioria dos anos (em 2002, 2003 e 2012 apresentou valores de 8,0 ou mais).

A figura da direita, acima, mostra o desenvolvimento do Rank-Score de Portugal e Argentina ao longo dos anos, a partir de 2008. Ambos apresentaram uma evolução do impacto, mas com Portugal sempre acima, com patamares acima 7,0 nos últimos dois anos.

Enquanto isso, a Argentina apresentou um Rank-Score médio de aproximadamente 3,0 entre 2015 e 2018, e apresentando razoável flutuação.

Uma outra forma que temos avaliado o impacto é por meio do percentual de CPP do 1º lugar do mundo. É uma metodologia que foi utilizada para várias áreas do saber. Nos nossos estudos anteriores, verificamos que o Brasil estava melhor nas Neurociências, apresentando 58% do CPP do 1º lugar do mundo em 2017. A Farmacologia ficou a “medalha de prata” , com 54% do impacto 1º lugar.

Porém, para a Astronomia, verificamos que esse método pode apresentar artefatos, pois existiu grande flutuação de valores de CPP entre os primeiros colocados do mundo ao longo dos anos. Para contornar esse artefato, optamos pela média de impacto dos três primeiros lugares.

Vamos dar um exemplo. Para 2018 os três primeiros lugares tiveram CPP de 4,59 (Irlanda), 3,61 (Hungria) e 3,50 (Israel), com um valor médio de 3,90. O Brasil apresentou um CPP de 2,23, igual ao Canadá, e superior ao Reino Unido, Alemanha e França. Se fossemos calcular o percentual de impacto do Brasil em relação apenas ao 1º lugar, o valor seria 48,6%. Mas, calculando em relação à média dos “top 3” (os três melhores) obtemos 57,2% – quase dez pontos percentuais a mais.

https://www.scimagojr.com/countryrank.php?category=3103&year=2018&min=100&min_type=it&order=cd&ord=desc

O gráfico abaixo mostra o crescimento do impacto nacional na Astronomia como um percentual do CPP dos “top 3”. Partimos de 30-40% do impacto dos “top-3” no período 2008-2010 para 50-70% em 2015-2018. O valor médio dos quatro últimos anos foi aproximadamente 61%, muito próximo ao verificado no Chile no período 2015-2018 (65%). Já Portugal e Argentina apresentaram 66,5% e 42,5%, respectivamente, de impacto científico em relação aos “top-3” nesse mesmo período (dados não mostrados).

Uma observação interessante é que a produção de artigos em Astronomia pelo Chile tem sido sempre maior que a do Brasil, contando desde 2008 (63% a mais de artigos entre 2008 e 2018). O país andino chegou em 2018 com 1060 publicações, enquanto o Brasil apresentou 669 estudos. A Argentina se manteve estagnada em quantidade nesse período (média 210 artigos por ano, vide a figura abaixo). Portugal, por sua vez, passou de 160 artigos/ano em 2008–2011 para 220 artigos/ano em 2015–2018 (dados não mostrados).

O que esses resultados indicam é que pode-se conciliar aumento de produção de trabalhos, em termos quantitativos, com aumento de qualidade (medido na forma de impacto, ou seja, CPP). Isso se verificou de forma clara na área da Astronomia do Brasil. Observe na figura abaixo que os pontos vermelhos (que indicam quantidade de artigos) crescem de forma relativamente paralela aos pontos azuis (que indicam impacto).

Por outro lado, o Chile apresentou grande aumento de quantidade de artigos, mantendo-se aproximadamente estável em impacto, seja medido como Rank-Score, ou % dos top-3.

  1. Análise qualitativa da Astronomia no Brasil, em comparação com o Chile.

As publicações brasileiras em Astronomia têm crescido continuamente nos últimos anos, como em todas as áreas científicas examinadas. Bem diferente das outras áreas, o impacto também tem crescido, mesmo na comparação com outros países. O Brasil tem se mantido em boa colocação quando usadas as métricas de citações por artigo (CPP) ou Rank-score.

O que faz esta área da ciência ser especial (e não apenas no Brasil)? Darei minha explicação pela Astrofísica Ótica (e infravermelha), que conheço melhor e que teve um impacto importante no desenvolvimento da Astronomia em nosso país. Pode-se imaginar que as outras áreas da Astronomia tiveram que acompanhá-la, até por que os diversos grupos costumam estar nos mesmos Departamentos e devem competir por verbas, vagas, promoções etc.

A Astrofísica Ótica é uma ciência que envolve custos elevados. Os telescópios são grandes instrumentos e, em cada geração, maiores (e mais caros). É fácil entender por que, já que o alvo dos estudos (estrelas, galáxias, etc) são muito fracos pelas distâncias envolvidas e pouca luz deles chega na Terra. De fato, poucos são visíveis aos nossos olhos.

Assim os astrônomos precisam recolher o máximo de luz, o que se faz com o espelho principal do telescópio que funciona como as antenas parabólicas – quanto maior a área mais luz vai ser captada. Por isso se usa o diâmetro do espelho principal para comparar o poder de um telescópio.

Quanto maior o diâmetro, mais poderoso costuma ser o telescópio. Ele será capaz de observar melhor objetos menos luminosos ou mais detalhadamente os mais brilhantes. Claro, serão mais caros. O desenvolvimento tecnológico tem permitido tornar os telescópios cada vez maiores e economicamente ainda viáveis.

De qualquer forma, o custo de um grande instrumento é muito elevado para uma universidade e, algumas vezes, mesmo para um país. A solução encontrada quase sempre foi partir para projetos nacionais (ou, pelo menos, envolvendo diversas instituições) e, mesmo, supranacionais.

Laboratório Nacional

No Brasil não foi diferente. Na década de 1960, o Observatório Nacional liderou um projeto que envolveu todas as instituições que pretendiam fazer pesquisas em Astrofísica para a instalação de um Observatório Astrofísico Brasileiro (não havia no Brasil nenhum astrofísico até então).

Foi escolhido um telescópio com espelho de 1,6m e instalado no Pico dos Dias no sul de Minas Gerais em 1980. A mera perspectiva da sua existência catapultou o número de estudantes.

Assim, na década de 1980, já existiam algumas instituições com pesquisadores na área e a solução encontrada para não beneficiar particularmente nenhuma foi a criação do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA) que administraria o Observatório do Pico dos Dias (OPD) e, eventualmente, outros projetos que lhe fossem confiados.

Vale a pena assistir os vídeos sobre o OPD:

Ora, desde o início a demanda por tempo de telescópio já era maior que o tempo disponível e a solução proposta, parecida com a adotada em outros observatórios do gênero, foi a criação de uma Comissão de Programas que examinaria as propostas científicas, decidindo sobre as melhores.

Rapidamente se chegou a uma demanda bem maior que a quantidade de tempo disponível, obrigando os astrônomos a uma competição árdua para provar a melhor qualidade de suas pesquisas.

Mesmo assim, bons projetos tinham que ser cortados. Mas como nem sempre é fácil decidir quais projetos são mais promissores em pesquisas muito distintas, logo se evoluiu para examinar também o que o astrônomo tinha feito com o tempo concedido, ou seja, olhar suas publicações com dados do OPD. Isso tem a limitação de aos poucos haver uma publicação por missão observacional. Foi utilizado, então, o impacto das pesquisas (por número de citações) na decisão.

Na década de 1990 o telescópio de 1 metro e 60 centímetros, que foi um dos maiores do hemisfério sul na época de sua aquisição, já era considerado modesto para as ambições dos astrônomos brasileiros (vide foto e link 2).

Devido a isso o Brasil entrou em dois grandes projetos: no Gemini, supranacional liderado pelos Estados Unidos, com dois telescópios com espelhos de 8 metros de diâmetro, um no Havaí e outro no Chile (mas que o Brasil teria inicialmente apenas pouco mais de 2% do tempo) e, depois, no projeto SOAR, inicialmente desenvolvido pela Universidade da Carolina do Norte, de 4 metros, instalado ao lado do Gemini Sul.

O LNA ficou encarregado de secretariar a parte nacional desses projetos utilizando os métodos e a experiência adquiridos na utilização do OPD. Os telescópios foram instalados na primeira década do século XXI.

No último ano do governo Lula, 2010, o Brasil foi convidado a pertencer ao observatório europeu, ESO, no Chile, o maior e melhor conjunto de recursos astronômicos do planeta (https://www.eso.org/public/brazil/). Entre seus vários telescópios se destaca o conjunto de quatro telescópios de 8 metros, que podem operar em conjunto.

Mesmo antes de qualquer pagamento os astrônomos brasileiros foram aceitos para fazer suas pesquisas no ESO, tendo que competir com astrônomos dos países europeus em comissões internacionais pelo tempo de telescópios e o fizeram sem maiores dificuldades.

Infelizmente, e apesar de uma demorada aprovação no Congresso, a presidência nunca assinou o contrato e fomos suspensos do ESO. A necessidade do ESO pode ser percebida pelo fato dos telescópios brasileiros terem atualmente, como consequência, uma demanda de tempo 3 vezes maior do que a quantidade de tempo disponível.

Competitividade

Portanto, os astrônomos brasileiros estão acostumados à competição e à necessidade de publicações de qualidade. Não há revista brasileira na área e, na prática, só se leva em consideração publicações nas principais revistas internacionais.

Assim, os astrônomos brasileiros se obrigam a serem competitivos (embora a colaboração tanto com outros astrônomos nacionais como do exterior seja comum) o que explica o bom impacto da Astronomia brasileira.

Mas a subida nos gráficos reflete também o acesso aos grandes telescópios, que permitem fazer pesquisas de maior impacto. E entre esse acesso e as publicações e suas citações podemos imaginar um tempo médio de 5 anos. Isso está de acordo com a subida após 2010.

Outros países

Alguns países mostram que minha interpretação deve estar correta. O Chile é um caso muito especial. O território chileno possui condições quase únicas, praticamente ideais para instalação de observatórios.

Com a maioria dos grandes telescópios no seu território, o estado chileno exige que sejam dados às instituições chilenas 10% do tempo de cada telescópio. Isso atraiu para as suas universidades astrônomos do mundo inteiro, ávidos por esse acesso mais fácil a grandes instrumentos.

Além disso, estão instalados no Chile institutos internacionais para operarem os observatórios. Então é possível entender o maior impacto da Astronomia chilena (não muito chilena…) em relação à do Brasil. Mas não fazemos feio e, provavelmente devido ao acesso ao ESO, estamos já muito perto deles.

Portugal, um país europeu, foi aceito no ESO há mais tempo do que o Brasil, a despeito de ter uma Astrofísica ótica mais jovem que a brasileira. Já a Argentina, com antiga tradição na área, tem acesso muito limitado a grandes telescópios — apenas uns 2% do Gemini — o que deve explicar seu impacto menor que o Brasil.

Apenas para terminar lembro que, embora os instrumentos usados sejam caros, eles são para uso de todos. Qualquer universidade brasileira pode ter seu grupo de astrofísicos gastando nisso pouco mais do que seus salários, e impulsionando seus departamentos de Física. Em outras áreas das ciências naturais são necessários laboratórios em cada uma das instituições e os custos totais podem ser maiores que os da Astronomia.

Mesmo as viagens aos observatórios não são, em geral, mais necessárias já que a maioria dos telescópios atuais podem ser operados à distância. Isso é mostrado, aliás, em alguns episódios da série cômica recém-terminada “The Big Bang Theory”.

É lamentável que o futuro não me pareça tão promissor com a nossa suspensão do ESO. Seria uma surpresa muito agradável se o atual governo reconsiderasse a decisão e voltássemos a integrar essa associação de países, no qual o único não europeu era o Brasil, e que está construindo o maior telescópio do mundo, de 39 metros de diâmetro!

A Astronomia brasileira fez por merecer! Além disso, um dos argumentos levantados por oposicionistas ao ESO se torna ridículo com a atual análise – não temos mesmo que ter tempo especial para o Brasil pois vamos competir com países europeus que têm menos impacto que nós. Não é triste um nicho de alta qualidade científica no Brasil ser assim desprezado?

3. Conclusão

Este artigo apresentou duas propostas metodológicas para a análise da produção científica na área de Astronomia. A primeira metodologia consiste no Rank Score, uma proposta cientométrica nova e promissora. A segunda proposta metodológica refere-se ao índice Citação por Publicação (CPP), com base no percentual da média dos três primeiros lugares do mundo em CPP – os “top 3”.

Em nosso círculo de discussões acadêmicas, é comum depararmos com críticas relativas ao CPP. Segundo os críticos, haveria um viés na análise porque o impacto seria comprometido pelo aumento de publicações, em virtude da fórmula do índice CPP (citações/quantidade de publicações).

Entretanto, essa crítica é extremamente frágil ao analisarmos a produção científica mundial. Em artigos anteriores, já discutimos como alguns países aumentaram a produção quantitativa de artigos juntamente com o impacto científico ao longo da última década. Neste artigo, demonstramos como uma área específica do conhecimento — a Astronomia — pode apresentar um contínuo aumento do impacto à medida que as publicações aumentam.

O Brasil passou de 327 publicações na área em 2008 para 669 em 2018. No mesmo período, passamos de 64% do CPP médio do mundo em Astronomia para 107,5% do CPP mundial em 2018 (CPP mundo 2008 = 30,4; CPP mundo 2018 = 2,1; conforme dados obtidos da Scimago). O Brasil melhorou tanto em impacto com relação à média mundial quanto aos países “top 3” do mundo.

Ainda que, na América Latina, o país com tradição de publicações em Astronomia seja o Chile, o Brasil tem apresentado resultados surpreendentes. Ambos apresentaram contínuo aumento do impacto científico juntamente com as publicações, visto que o impacto aumentou no caso do Brasil e se manteve em um patamar elevado no caso do Chile.

Apesar de o Brasil não dispor de astrofísicos até a década de 1960, é surpreendente a grande ascensão na área, com destaque para projetos iniciados na década de 1990. Por outro lado, o Brasil foi suspenso da ESO (Observatório Europeu do Sul) em 2018, o que pode trazer retrocessos para a pesquisa brasileira em Astronomia.

Uma possível explicação para o sucesso da produção científica em Astronomia é econômica. Conforme análise do professor Carlos Alberto Torres (da área de Astrofísica Ótica e Infravermelha), a Astrofísica é uma área que envolve altos custos e alta competição. Desse modo, não há dúvidas de que o sistema de incentivos está voltado para a eficiência produtiva em Astronomia, contribuindo para a expressiva internacionalização da área.

A internacionalização exerce um papel fundamental para impulsionar o impacto da Astronomia brasileira, num círculo virtuoso. Para exemplificar a nossa taxa de internacionalização, a grande área de Física (que inclui Astronomia) representa aproximadamente 48%, enquanto Química e Humanas representam, respectivamente, 33% e 20%, cujo tema será assunto do próximo artigo.

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Link 1: https://olivre.com.br/o-limitado-impacto-da-producao-cientifica-brasileira-em-saude-publica

Link 2: http://www.lna.br/opd/telescop/telescop.html

PS: Agradecemos o Dr. Eduardo G. P. Fox pelo auxílio gráfico com o script R e pelas discussões.

Para acessar o script R dos gráficos desse artigo, aqui vai o link:

https://gist.github.com/eduardofox2/657c91c953bc4fabf1e95076acb7a5cc

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