{"id":1857,"date":"2020-05-18T08:00:35","date_gmt":"2020-05-18T11:00:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/?p=1857"},"modified":"2021-03-09T13:14:24","modified_gmt":"2021-03-09T16:14:24","slug":"planejando-a-expansao-de-solucoes-baseadas-na-natureza","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/2020\/05\/18\/planejando-a-expansao-de-solucoes-baseadas-na-natureza\/","title":{"rendered":"Planejando a expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza"},"content":{"rendered":"

Entre as tecnologias dispon\u00edveis relacionadas \u00e0 seguran\u00e7a h\u00eddrica, diversas agendas de desenvolvimento sustent\u00e1vel destacam o uso de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza<\/strong>, como o reflorestamento e conserva\u00e7\u00e3o de solo e \u00e1gua na agricultura. Essa aten\u00e7\u00e3o \u00e9 justificada, uma vez que os benef\u00edcios diretos esperados motivam as cidades que buscam seguran\u00e7a h\u00eddrica a implantar programas de pagamentos por servi\u00e7os ambientais<\/strong> (PSA), induzindo a mudan\u00e7a do uso e cobertura da terra das bacias hidrogr\u00e1ficas pela expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza. Contudo, em um dado sistema h\u00eddrico, como saber<\/em> se vale a pena<\/strong> expandir as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza? Como estimar<\/em> a rela\u00e7\u00e3o de custo e benef\u00edcio<\/strong>? Diante de um cen\u00e1rio<\/em> de futuro, como identificar<\/em> a melhor estrat\u00e9gia de expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza para fazer valer a pena? Essas s\u00e3o as perguntas que a presente pesquisa buscou responder.<\/span><\/p>\n

por Ipor\u00e3 Possantti<\/strong>, MSc, IPH\/UFRGS<\/span>
\nCV: http:\/\/lattes.cnpq.br\/1333463646836198<\/a><\/span>
\npossantti@gmail.com<\/a><\/span><\/p>\n

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Uma introdu\u00e7\u00e3o acess\u00edvel<\/span><\/h3>\n

Em 6 de Mar\u00e7o de 2020 defendi minha disserta\u00e7\u00e3o de mestrado, no \u00e2mbito do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Saneamento Ambiental e Recursos H\u00eddricos. A banca examinadora foi composta pelo <\/span>Dr. Lineu Neiva Rodrigues (Embrapa Cerrados – DF), pela <\/span>Dra. Rachel Bardy Prado (Embrapa Solos – RJ) e pelo <\/span>Dr. Walter Collischonn do IPH (UFRGS). Aprovada a defesa, uma sugest\u00e3o da banca foi escrever uma introdu\u00e7\u00e3o acess\u00edvel ao p\u00fablico geral. Assim, a introdu\u00e7\u00e3o foi completamente reformulada. Aqui, apresento n\u00e3o somente uma introdu\u00e7\u00e3o mais amena, mas tamb\u00e9m exponho brevemente os resultados da pequisa.<\/span><\/p>\n

Para aqueles interessados na disserta\u00e7\u00e3o completa, clique aqui para baixar o pdf<\/a><\/span><\/p>\n

Cidades em busca de \u00e1gua<\/span><\/h3>\n

O risco de crises da \u00e1gua nas cidades<\/strong> aumenta mundialmente, impulsionado por for\u00e7as tanto do lado da demanda<\/em>, como o crescimento da economia e da popula\u00e7\u00e3o, quanto do lado da oferta<\/em>, como as mudan\u00e7as no clima e no uso da terra. Dadas as incertezas futuras, a seguran\u00e7a do abastecimento de \u00e1gua e a constru\u00e7\u00e3o de sistemas de \u00e1gua resilientes precisam de uma combina\u00e7\u00e3o de gerenciamento de demanda, investimento inteligente em infraestrutura e prote\u00e7\u00e3o ambiental. O crescimento econ\u00f4mico, apesar de aumentar a demanda de \u00e1gua, pode ser conectado \u00e0 seguran\u00e7a da \u00e1gua: pode criar oportunidades de investimento, facilitar reformas de pol\u00edticas e financiar a infraestrutura e as tecnologias h\u00eddricas. Como o investimento em infraestrutura h\u00eddrica requer planejamento estrat\u00e9gico de longo prazo<\/strong>, saber quando e como<\/em> as tecnologias e solu\u00e7\u00f5es dispon\u00edveis podem ser efetivamente implantadas \u00e9 essencial para aproveitar essas oportunidades.<\/span><\/p>\n

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Solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza<\/span><\/h3>\n

Entre as tecnologias dispon\u00edveis relacionadas \u00e0 seguran\u00e7a h\u00eddrica, diversas agendas de desenvolvimento sustent\u00e1vel destacam o uso de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza<\/strong>, como o reflorestamento e conserva\u00e7\u00e3o de solo e \u00e1gua na agricultura. Essa aten\u00e7\u00e3o \u00e9 justificada, uma vez que os benef\u00edcios diretos esperados motivam as cidades que buscam seguran\u00e7a h\u00eddrica a implantar programas de pagamentos por servi\u00e7os ambientais (PSA), induzindo a mudan\u00e7a do uso e cobertura da terra das bacias hidrogr\u00e1ficas pela expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza. Al\u00e9m disso, o setor de PSA em bacias hidrogr\u00e1ficas cresce e se espalha pelo mundo, como Salzman et al. (2018) informa, contando at\u00e9 387 programas em 62 pa\u00edses e pagamentos anuais estimados em US $ 24,7 bilh\u00f5es. Essa dissemina\u00e7\u00e3o, no entanto, leva ao desafio de expans\u00e3o a longo prazo de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, considerando a rela\u00e7\u00e3o custo-benef\u00edcio e a incerteza futura.<\/span><\/p>\n

Alega-se que as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza s\u00e3o capazes de beneficiar a sociedade<\/strong> reduzindo os custos de escassez e de tratamento ao aumentar a disponibilidade e melhorar a qualidade da \u00e1gua. O mecanismo de a\u00e7\u00e3o desej\u00e1vel das solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza \u00e9 aumentar a infiltra\u00e7\u00e3o de \u00e1gua da chuva para o solo<\/strong>, que funciona como um reservat\u00f3rio natural de \u00e1gua limpa<\/em>. Essa \u00e1gua armazenada no solo ent\u00e3o lentamente aflora nos rios, abastecendo o manancial da cidade. Ademais, sugere-se que as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza trazem co-benef\u00edcios, como a produ\u00e7\u00e3o de alimentos e demais servi\u00e7os ambientais<\/strong> associados \u00e0 biodiversidade. Elas contrastam bastante com solu\u00e7\u00f5es ditas convencionais<\/strong>, que s\u00e3o estruturais e centralizadas, como a constru\u00e7\u00e3o de reservat\u00f3rios, transposi\u00e7\u00f5es de \u00e1gua, explora\u00e7\u00e3o de aqu\u00edferos, etc.<\/span><\/p>\n

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Solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza incluem o reflorestamento e a conserva\u00e7\u00e3o de \u00e1gua e solo na agricultura (lavouras e pastagens). Em muitos aspectos, a expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza podem ser considerada como uma mudan\u00e7a deliberada no uso e cobertura da terra.<\/p><\/div>\n

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Reflorestamento:<\/strong> solu\u00e7\u00e3o baseada na natureza. O solo de florestas<\/strong> evita que a \u00e1gua escoe superficialmente, tanto interceptando a \u00e1gua em pequenas depress\u00f5es quanto infiltrando a \u00e1gua para camadas mais profundas. A qualidade da \u00e1gua nos rios, assim, tende a ser melhor em bacias florestadas. O problema \u00e9 que, em muitos casos, a \u00e1gua interceptada pela floresta e absorvida pelas ra\u00edzes tende a voltar para a atmosfera pela evapotranspira\u00e7\u00e3o, o que faz a quantidade de \u00e1gua nos rios ser menor que em bacias desmatadas. Foto: Ipor\u00e3 Possantti.<\/p><\/div>\n

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Conserva\u00e7\u00e3o de \u00e1gua e solo em pastagens e lavouras<\/strong>: solu\u00e7\u00e3o baseada na natureza. Interven\u00e7\u00f5es simples no terreno, como a contru\u00e7\u00e3o de terra\u00e7os, faixas vegetadas, etc., s\u00e3o formas de fazer uso de processos naturais de infiltra\u00e7\u00e3o e reten\u00e7\u00e3o de \u00e1gua e sedimentos, o que melhora a qualidade e disponibilidade de \u00e1gua nos rios. Foto: Ipor\u00e3 Possantti.<\/p><\/div>\n

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Pagamentos por servi\u00e7os ambientais<\/span><\/h3>\n

A principal forma de expandir<\/strong> as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza em uma bacia hidrogr\u00e1fica que se observa hoje no Brasil e no mundo \u00e9 por meio de esquemas de pagamentos por servi\u00e7os ambientais (PSA)<\/strong>, que \u00e9 um valor proporcional \u00e0 \u00e1rea de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza instalada pago anualmente aos propriet\u00e1rios de terras<\/strong>. Isso acontence por que, especialmente quando se trata de reflorestamento, n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel obrigar os propriet\u00e1rios a converterem suas terras em \u00e1reas improdutivas, de floresta, al\u00e9m do percentual exigido por lei. Portanto, desenvolve-se programas de ades\u00e3o volunt\u00e1ria para induzir<\/em> a mudan\u00e7a na cobertura da terra. O custo de expandir as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, assim, al\u00e9m do custo inicial de instala\u00e7\u00e3o<\/em>, inclui o pagamento por servi\u00e7os ambientais, que funciona como um custo de opera\u00e7\u00e3o<\/em>.<\/span><\/p>\n

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#legenda<\/p><\/div>\n

Perguntas<\/span><\/h3>\n

Em um dado sistema h\u00eddrico, como saber<\/em> se vale a pena<\/strong> expandir as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza? Como estimar<\/em> a rela\u00e7\u00e3o de custo e benef\u00edcio<\/strong>? Diante de um cen\u00e1rio<\/em> de futuro, como identificar<\/em> a melhor estrat\u00e9gia de expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza para fazer valer a pena? Essas s\u00e3o as perguntas que a presente pesquisa buscou responder. A pesquisa, portanto, teve um escopo de desenvolvimento metodol\u00f3gico, pois objetivou responder o \u201ccomo estimar\u201d e o \u201ccomo identificar\u201d.<\/span><\/p>\n

Desenvolvimento<\/span><\/h3>\n

Na pesquisa foi desenvolvido um metamodelo<\/strong> (modelo de modelos) em um programa de computador<\/strong>. Esse metamodelo integrou<\/strong> a expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza e esquemas de PSA, o impacto hidrol\u00f3gico<\/em> e a economia de recursos h\u00eddricos<\/em> por t\u00e9cnicas de simula\u00e7\u00e3o<\/strong> e pesquisa operacional<\/strong>. <\/span><\/p>\n

A l\u00f3gica do metamodelo come\u00e7a com a proposi\u00e7\u00e3o de um cen\u00e1rio de futuro \u2013 proje\u00e7\u00f5es do consumo e da oferta de \u00e1gua no sistema h\u00eddrico ao longo de um horizonte de planejamento. A seguir, o modelo avalia a expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza. Apesar de apresentar um custo, a expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza muda a hidrologia da bacia<\/em>. Essa mudan\u00e7a \u00e9 percebida em termos econ\u00f4micos por parte da cidade usu\u00e1ria de \u00e1gua \u2013 e deseja-se que o impacto econ\u00f4mico seja positivo. O benef\u00edcio<\/strong> de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, portanto, foi estimado pela redu\u00e7\u00e3o no custo total<\/strong> do sistema h\u00eddrico. Em outras palavras, o benef\u00edcio foi estimado pelo custo evitado<\/strong> de escassez de \u00e1gua e de tratamento da \u00e1gua em rela\u00e7\u00e3o a n\u00e3o fazer nada<\/strong>. Por fim, a melhor estrat\u00e9gia de expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza foi identificada pela otimiza\u00e7\u00e3o do custo<\/strong> ao longo do horizonte de planejamento. <\/span>As solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza inclu\u00eddas no modelo de expans\u00e3o foram o (1) reflorestamento, (2) a constru\u00e7\u00e3o de terra\u00e7os em pastagens e lavouras e (3) boas pr\u00e1ticas de manejo do solo em lavouras. A otimiza\u00e7\u00e3o do custo avaliou as melhores composi\u00e7\u00f5es entre as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, pois elas foram inseridas no modelo como a\u00e7\u00f5es independentes.<\/span><\/p>\n

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Aplica\u00e7\u00e3o<\/span><\/h3>\n

A fim de verificar o funcionamento do metamodelo, aplicou-se a an\u00e1lise para um sistema h\u00eddrico real: a bacia hidrogr\u00e1fica no Rio dos Sinos<\/strong>, no Rio Grande do Sul. Esse sistema h\u00eddrico apresenta uma \u00e1rea de capta\u00e7\u00e3o de aproximadamente tr\u00eas mil quil\u00f4metros quadrados, com um milh\u00e3o de habitantes e consumo di\u00e1rio estimado em cerca de 500 mil metros c\u00fabicos. Com um cen\u00e1rio de futuro proposto para um horizonte de trinta anos<\/strong>, de 2020 a 2050, avaliou-se o benef\u00edcio de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza e as melhores estrat\u00e9gias de expans\u00e3o para minimizar os custos desse sistema h\u00eddrico. Os custos de escassez, de tratamento, de expans\u00e3o e total foram avaliados separadamente, a fim isolar vari\u00e1veis e interpretar melhor os resultados da otimiza\u00e7\u00e3o do custo total.<\/span><\/p>\n

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Diagrama esquem\u00e1tico do funcionamento do PlaNS – o metamodelo que foi desenvolvido na pesquisa<\/p><\/div>\n

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Resultados<\/span><\/h3>\n

O PlaNS – Planning Nature-based Solutions <\/span><\/h4>\n

O metamodelo desenvolvido consiste em um importante resultado da pesquisa, j\u00e1 que o enfoque foi o desenvolvimento metodol\u00f3gico. Escrito em Python 3, o nome do programa \u00e9 PlaNS<\/strong>, de Pla<\/strong>nning N<\/strong>ature-based S<\/strong>olutions<\/em> e a vers\u00e3o usada na disserta\u00e7\u00e3o est\u00e1 dispon\u00edvel sob uma licensa p\u00fablica no GitHub<\/strong>. <\/span><\/p>\n

Link para o PlaNS no GitHub: https:\/\/github.com\/ipo-exe\/plans\/<\/a><\/span><\/p>\n

Insights<\/em> da aplica\u00e7\u00e3o na bacia hidrogr\u00e1fica no Rio dos Sinos<\/span><\/h4>\n

Em face do cen\u00e1rio de futuro proposto, a aplica\u00e7\u00e3o do PlaNS na bacia hidrogr\u00e1fica no Rio dos Sinos iluminou as quest\u00f5es levantadas pelas perguntas de pequisa. Principalmente, a aplica\u00e7\u00e3o demonstrou que \u00e9 preciso avaliar o futuro de longo prazo<\/strong> para alocar a expans\u00e3o das diferentes solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza de forma a otimizar o custo total do sistema. Como as diferentes solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza apresentam desempenhos hidrol\u00f3gicos distintos, sendo o reflorestamento melhor para a qualidade de \u00e1gua<\/em> e as pastagens com terra\u00e7os melhores para a disponibilidade de \u00e1gua<\/em>, a melhor rota de expans\u00e3o faz uso dessas vantagens ao longo do tempo.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Aloca\u00e7\u00e3o da expans\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza ao longo do horizonte de planejamento de forma a otimizar o custo total. Nesse resultado, o modelo otimizou o custo de escassez e de tratamento. A previss\u00e3o foi de que seria melhor expandir o reflorestamento inicialmente, para depois converter o restante de \u00e1rea dispon\u00edvel em pastagens com terra\u00e7os. <\/span><\/p><\/div>\n

No entanto, ao considerar o custo de expandir<\/strong> as solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza sobre uma \u00e1rea grande como a bacia do Rio dos Sinos, o modelo apontou que seria mais econ\u00f4mico n\u00e3o fazer nada<\/em>, isto \u00e9, n\u00e3o expandir<\/em>. Esse resultado, ainda que completamente limitado ao cen\u00e1rio de futuro proposto, exp\u00f5e o desafio econ\u00f4mico de expandir solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza sobre grandes \u00e1reas<\/strong>. Sob um olhar mais cr\u00edtico, o resultado tamb\u00e9m motiva melhorias na calibragem dos modelos, refinamento dos modelos e avan\u00e7os no tratamento das incertezas associadas aos cen\u00e1rios de futuro. <\/span><\/p>\n

Sem d\u00favida, ficou claro que o PlaNS funciona e parece ser uma abordagem integrativa atrativa, pois inclui a din\u00e2mica temporal de longo prazo na tem\u00e1tica de pagamentos por servi\u00e7os ambientais e solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza. Tamb\u00e9m ficou claro que ainda existem obst\u00e1culos para a obten\u00e7\u00e3o de resultados mais pr\u00e1ticos. Felizmente, temos motiva\u00e7\u00e3o para superar esses obst\u00e1culos. <\/span><\/p>\n

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Entre as tecnologias dispon\u00edveis relacionadas \u00e0 seguran\u00e7a h\u00eddrica, diversas agendas de desenvolvimento sustent\u00e1vel destacam o uso de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, como o reflorestamento e conserva\u00e7\u00e3o de solo e \u00e1gua na agricultura. Essa aten\u00e7\u00e3o \u00e9 justificada, uma vez que os benef\u00edcios diretos esperados motivam as cidades que buscam seguran\u00e7a h\u00eddrica a implantar programas de pagamentos<\/p><\/div>\n

Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1909,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[22,23,15],"tags":[26,24,25],"class_list":["post-1857","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-dissertacoes","category-nova","category-servicos-ambientais","tag-otimizacao","tag-servicos-ambientais","tag-solucoes-baseadas-na-natureza"],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03.jpg",923,309,false],"thumbnail":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03-300x100.jpg",300,100,true],"medium_large":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03-768x257.jpg",696,233,true],"large":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03.jpg",696,233,false],"1536x1536":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03.jpg",923,309,false],"2048x2048":["https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/2018-07-19_10-24-03.jpg",923,309,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"gerente","author_link":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/author\/gerente\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"Entre as tecnologias dispon\u00edveis relacionadas \u00e0 seguran\u00e7a h\u00eddrica, diversas agendas de desenvolvimento sustent\u00e1vel destacam o uso de solu\u00e7\u00f5es baseadas na natureza, como o reflorestamento e conserva\u00e7\u00e3o de solo e \u00e1gua na agricultura. Essa aten\u00e7\u00e3o \u00e9 justificada, uma vez que os benef\u00edcios diretos esperados motivam as cidades que buscam seguran\u00e7a h\u00eddrica a implantar programas de pagamentosLer…","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1857"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1857"}],"version-history":[{"count":28,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1857\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2498,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1857\/revisions\/2498"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1909"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1857"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1857"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufrgs.br\/gespla\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1857"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}