Post on 06-Aug-2020
MariaHelenaChagasdosReisBouças
ModelaçãodeDerramesdeHidrocarbonetos–
AnálisedomodelodeDerivadoInstitutoHidrográfico
DissertaçãoparaobtençãodograudeMestreemCiênciasMilitares
Navais,naespecialidadedeMarinha
Alfeite2017
MariaHelenaChagasdosReisBouças
ModelaçãodeDerramesdeHidrocarbonetosnomar–AnálisedomodelodeDerivadoInstituto
Hidrográfico
DissertaçãoparaobtençãodograudeMestreemCiênciasMilitaresNavais,naespecialidadede
Marinha
Orientaçãode:AntónioJoséDuarteCostaCanas
Co-orientaçãode:CarlosAlbertodosSantosFernandes
OalunoMestrando OOrientador
______________________________________ _____________________________________
MariaHelenaBouças AntónioCostaCanas
iv
v
Epígrafe
“Leavethisworldalittlebetterthanyoufoundit.”
RobertBaden-Powell
vi
vii
Dedicatória
Aosmeuspaiseirmã,porestaremsempreameulado...
Obrigada.
viii
ix
Agradecimentos
Começo por agradecer ao meu orientador CMG Costa Canas e ao meu
coorientadorCFRSantosFernandes,peloapoioedisponibilidadedemonstradaao
longodaelaboraçãodapresentedissertação.
AgradeçoaoDoutorIlmervanGolde,àDoutoraCatarinaClementeeao2TEN
Martins Dias, pela ajuda e colaboração na investigação e obtenção de dados
relativosaomodelodederiva superficialdo InstitutoHidrográfico, aoCMGEQM
PiresRodrigues,aoCFREM-MECMotaDuarte,àEngenheiraIsabelMariaTavarese
à STEN Carina Tibúrcio pela colaboração e disponibilidade na investigação e no
processodedesenvolvimentodosquestionáriosaplicados.
Um agradecimento especial à 2TENDeolinda Pedrosa, pela preciosa ajuda e
disponibilidadenoprocessodeelaboraçãoeenviodosquestionários.
Termino,agradecendoaminhafamíliaeamigospeloamor,amizade,paciência
eensinamentosaolongodaminhavida.
Atodos,muitoobrigado.
x
xi
ResumoOs derrames de hidrocarbonetos no mar têm consequências devastadoras
paraosoceanos,osecossistemaseparaosestadoscosteirosafetados.Desdecedo,
estadoseorganizaçõesmundiaisprocuraramencontrarsoluçõesquemitigassem
osacidenteseosestragoscausadosporessascatástrofes.
Os sistemas operacionais demodelação de derrames de hidrocarbonetos no
marsãoumaferramentafundamentalparaaconduçãodeoperaçõesdecombateà
poluição no mar, bem como para o estabelecimento de planos de contingência
nacionaiseinternacionais.Noentanto,odesenvolvimentodestasferramentasnão
é fácil e envolve um complexo processo de modelação. Uma mancha de
hidrocarbonetosderramadanomaréafetadapordiversos fatorescomovento,a
correnteeaagitaçãomarítima,quecontribuemparaasuamovimentaçãoederiva,
bemcomoparadiversasalteraçõesfísicasequímicasnoóleoderramado.
EmPortugal,o institutoHidrográficodetémoprogramadecálculodederiva
superficialutilizadonocombateàpoluiçãodomar.Omodelonãofoioriginalmente
desenvolvidoparaaplicaçãonesteâmbito,portanto,apesardetersidomelhorado
aquando do afundamento do navio “Prestige”, o modelo não se encontra
totalmenteadaptadosàsnecessidadesdeinformaçãodestarealidade.
Pretende-se,comapresentedissertação,enquadraromodelodeprevisãode
deriva do InstitutoHidrográfico na realidade atual damodelação operacional de
derrames de hidrocarbonetos. Para tal, foram estudadas e analisadas as várias
etapas do processo de modelação, o estado da arte de modelos operacionais e
identificadasasoportunidadesdemelhoriadomodelodoInstitutoHidrográfico.
O estudo desenvolvido, constitui uma rampa de lançamento para o
desenvolvimentoemelhoramentodoprogramadederivasuperficialdo Instituto
Hidrográfico, atendendoaosdesenvolvimentos tecnológicos e científicos atuais e
àsnecessidadesdoscoordenadoresnacionaisdasaçõesdecombateàpoluiçãodo
marporhidrocarbonetos.
Palavras-chave: derrames de hidrocarbonetos, modelação operacional, deriva,
institutohidrográfico
xii
xiii
AbstractHydrocarbons spills in the ocean have devastating consequences for the
oceans,theecosystemsandforthecoastalareasaffected.Foralongtime,countries
andworldwideorganizationshavebeentryingto findsolutionstomitigatethese
accidentsandthedamagescausedbysuchcatastrophes.
The operational systems of modelling oil spills in the ocean are a crucial
instrument to lead combat operations towater pollution, aswell as to establish
contingency plans, on an international and international level. However, the
development of such tools is not simple and it involves a complex modelling
process.
Anoilspilldriftintheoceancanbeaffectedbynumerousfactorssuchasthe
wind, currents, andwater swells,which therefore contribute to itsmovementas
wellastothewaythespilledoilischangedonaphysicalandchemicallevel.
InPortugal, theHydrographic Instituterunsaprogramthatcanestimate the
oil spill trajectory used for water pollution combat. This model hasn’t been
originallydevelopedtobeappliedinsuchmatters,consequently,anddespiteithas
beenimprovedwhentheship“Prestige”hassunk,themodelisnotfullyadaptedto
theinformationrequirementsforthesetypescenarios.
Theaimof thepresentdissertation, is tocomparethe forecastmodelofspill
drifting movements from the Hydrographic Institute with recent operational
hydrocarbon spillsmodels.Therefore,wehave studiedandanalysed thedistinct
stagesof themodellingprocess, thestateof theartoperationalmodelsandhave
identified areas of possible development of the current model used by the
HydrographicInstitute.
The study developed, is a kick-start point to the development and
improvement of the Hydrographic Institute oil spill drift forecast program,
considering the latest technological and scientific developments and the
requirements of the national coordinating actions towards sea water pollution
fighting,inparticularpollutionbyhydrocarbons.
Key-words:oilspill,operationalmodulation,drift,hydrographicinstitute
xiv
xv
Índicedefiguras
Ilustração1-Principaisrotasmarítimasmundiais[Fonte:MarineTraffic,2017]..26
Ilustração2–Escoamentodeáguasprovenientesdeterrenosagrícolasafluirpara
omar,transportandopesticidasefertilizantes.Florida,EUA.31de
julhode2009[Fonte:NOAA’sNationaloceanService,s.d.]..............28
Ilustração3-Worldwideprimaryenergysupplyin2014,bysource[Fonte:IEA,
2016]..........................................................................................................................29
Ilustração4–Imagensrepresentativasdasconsequênciasdederramesde
hidrocarbonetosemzonascosteiras.[Fonte:Azevedo,2010].........30
Ilustração5-NíveisdeArticulaçãodoPML[Fonte:AMN,2017]...................................31
Ilustração6-OrganogramadoprocedimentoderespostaaincidentedoPML.......33
Ilustração7-Esquemadosprocessosreológicosqueocorremduranteumderrame
dehidrocarbonetos[Fonte:Azevedo,2010].............................................44
Ilustração8-Esquemadosperíodosdeatuaçãoegrauderelevânciadosprocessos
reológicosqueocorremduranteumderramedehidrocarbonetos
[Fonte:Azevedo,2010]......................................................................................45
Ilustração9-Representaçãoesquemáticadoprocessodeespalhamento[Fonte:
Azevedo,2010]......................................................................................................46
Ilustração10–Representaçãoesquemáticadoprocessodeevaporação[Fonte:
Azevedo,2010]......................................................................................................47
Ilustração11-Curvasrepresentativasdastaxasdeevaporaçãodealgunsóleos
[Fonte:Fingas,2015]...........................................................................................48
Ilustração12-AspetodeumaemulsãodeumHCemágua[Fonte:DGAM,2011].49
Ilustração13-Exemploapresentaçãoderesultados–ModeloOILMAP[Fonte:RPS
ASA,s.d.]...................................................................................................................60
Ilustração14–Exemploapresentaçãoderesultados–ModeloOSCAR[Fonte:
SINTEF,2014].........................................................................................................61
Ilustração15-Exemploapresentaçãoderesultados–PlataformaMARPOCS
[Fonte:MARPOCS,2017]...................................................................................63
xvi
Ilustração16-Exemploapresentaçãoderesultados,comtabeladepropriedades
doóleo–PlataformaMARPOCS[Fonte:MARPOCS,2017].................64
Ilustração17-Afundamentodonaviomercante"Prestige",em05/07/2017
[Fonte:Worldpress,2015]................................................................................66
Ilustração18-CentrodeCoordenaçãodeBuscaeSalvamentoMaritimodeLisboa
(emcima)eáreadasRegiõesdeBuscaeSalvamentoNacionais–
SRRLisboaeSRRSantaMaria(embaixo)[Fonte:Marinha,2017]
.......................................................................................................................................67
Ilustração19–Ficheirosobtidosdoprocessamentodosdadosmeteorológicos
paraocálculodaDeriva(emcima:Posiçãodoacidente,àesquerda:
IntensidadeeDireçãodoventonasSRRPortuguesas,àdireita:
Ficheirodecompilaçãodedadosdeventoparacálculodaderiva)69
Ilustração20-ProcessodepreenchimentodoscamposdoModelodeDerivadoIH
(àesquerda:InterfaceinicialdoModelo;àdireita:Interfacede
introduçãodedados(camposporpreencher),embaixo:Interface
deintroduçãodedados(comcampospreenchidos).............................70
Ilustração21–Apresentaçãodosresultadosdocálculodaderivadomodelo
DERIVA,emformatoimagem..........................................................................71
Ilustração22–Apresentaçãodosresultadosdocálculodaderivadomodelo
DERIVA,emformatodocumentodetexto(.txt)......................................71
Ilustração23-EsquemadaEspiraldeEkman[Fonte:THURMAN,2004]..................73
Ilustração24-ApresentaçãoderesultadosplataformaMARPOCS[Fonte:
MARPOCS,2017]...................................................................................................78
Ilustração25-ExemplosdeApresentaçãodeResultadosdosmodelosestudados
(ladoesquerdo,emcima:modeloOILMAP;ladoesquerdoembaixo:
plataformaMARPOCS;ladodireito:modeloOSCAR)............................79
Ilustração26-ApresentaçãodosResultadosdomodeloDERIVA(ladoesquerdo:
imagem,ladodireito:documentodetexto)..............................................80
Ilustração27-Importânciadocálculodaprevisãodederivadeumamancha........81
Ilustração28–ClassificaçãodainformaçãodisponibilizadapelomodelodoIH.....81
Ilustração29-Classificaçãodoformatodainformaçãodisponibilizadapelo
modelodoIH...........................................................................................................82
xvii
Ilustração30–TiposdeinformaçãoadisponibilizarnomodelodoIH.......................83
xviii
xix
ÍndicedeTabelas
Tabela1-NíveisdearticulaçãodoPML[Fonte:AMN,2017]...........................................32
Tabela2–Esquemacomparativodosmodelosestudados................................................80
xx
xxi
Listadeabreviaturas,siglaseacrónimos
AMN AutoridadeMarítimaNacional
API AmericanPetroleumInstitute
APRAM AdministraçãodePortosdaRegiãoAutónomadaMadeira
ASA AppliedScienceAssociates
CEMA ChefedoEstado-MaiordaArmada
CMEMS CopernicusMarineEnvironmentMonitoringService
DGAM Direção-GeraldaAutoridadeMarítima
DL Decreto-Lei
DO DivisãodeOceanografia
EMSA EuropeanMaritimeSafetyAgency
EUA EstadosUnidosdaAmérica
GDH Grupo-Data-Hora
HC Hidrocarbonetos
HF HighFrequency
HNC Hazardousandnoxioussubstances
IEA InternationalEnergyAgency
IH InstitutoHidrográfico
IPMA InstitutoPortuguêsdoMaredaAtmosfera
xxii
IST InstitutosuperiorTécnico
MARPOCS MultinationalResponseandPreparednesstoOilandChemicalSpills
MP MarinhaPortuguesa
MARPOL MaritimePollution
MATLAB MathWorks
MRCC MaritimeRescueCoordinationCenter
NOAA NationalOceanicandAtmosphericAdministration
OSCAR OilSpillContingencyAndResponse
PML PlanoMarLimpo
SAR SearchandRescue
SCPM ServiçodoCombateàPoluiçãodoMar
SIG SistemasdeInformaçãoGeográfica
UNCLOS UnitedNationsConventionontheLawoftheSea
ZEE ZonaEconómicaExclusiva
23
Índice
Epígrafe.......................................................................................................................................................v
Dedicatória............................................................................................................................................vii
Agradecimentos...................................................................................................................................ix
Resumo.....................................................................................................................................................xi
Abstract..................................................................................................................................................xiii
Índicedefiguras.................................................................................................................................xv
ÍndicedeTabelas..............................................................................................................................xix
Listadeabreviaturas,siglaseacrónimos...........................................................................xxi
Índice.........................................................................................................................................................23
Capítulo1–Introdução..................................................................................................................25
1.1 Enquadramento.................................................................................................................27
1.2 JustificaçãodoTema........................................................................................................34
1.3 Objetivos...............................................................................................................................34
1.4 Questõesdeinvestigação...............................................................................................35
1.5 Estruturadadissertação................................................................................................36
Capítulo2–Oshidrocarbonetoseassuasproblemáticas.........................................37
2.1 Propriedadesdoshidrocarbonetos...........................................................................37
2.1.1 CaracterísticasdosHidrocarbonetos...................................................................38
2.1.2 CategorizaçãodeHidrocarbonetos......................................................................41
2.2 Processosdetransformaçãodoshidrocarbonetosapósderrames............43
2.2.1 Deriva(drifting)............................................................................................................45
2.2.2 Espalhamento(spreading).......................................................................................46
2.2.3 Evaporação(evaporation)........................................................................................47
2.2.4 Emulsificação(water-in-oilemulsion).................................................................49
24
2.2.5 Outrosprocessos..........................................................................................................50
Capítulo3–Modelaçãodederramesdehidrocarbonetos........................................53
3.1 ModelaçãoOperacional..................................................................................................53
3.2 Integraçãodosprocessosdetransformaçãodoóleo........................................54
3.2.1 Deriva................................................................................................................................54
3.2.2 Espalhamento................................................................................................................55
3.2.3 Evaporação......................................................................................................................57
3.3 Ferramentasdemodelaçãodehidrocarbonetos.................................................57
3.3.1 ModeloOILMAP............................................................................................................59
3.3.2 ModeloOSCAR...............................................................................................................61
3.3.3 PlataformaMARPOCS.................................................................................................62
Capítulo4–AnálisedoModelodeDerivadoInstitutoHidrográfico..................65
4.1 OrigemdomodeloDERIVA...........................................................................................65
4.2 ÂmbitodoModelo.............................................................................................................67
4.3 AplicaçãodoModelo........................................................................................................68
4.4 MetodologiadoModelo..................................................................................................72
4.5 Comparaçãocomoutrosmodelos..............................................................................74
4.6 OpiniãodosutilizadoresdomodelodoIH.............................................................80
Capítulo5–DiscussãodeResultados....................................................................................85
5.1ResultadosdaAnálisedomodelodederivadoIH.....................................................85
5.2SugestõesdemelhoriadoModelodeDerivadoIH...................................................86
Capítulo6–ConclusõeseRecomendações.........................................................................89
6.1 Análisesumáriadotrabalhorealizadoetrabalhosfuturos...........................89
Bibliografia............................................................................................................................................93
Anexos......................................................................................................................................................98
AnexoI–Versãooriginalguardadaempdf.........Erro!Marcadornãodefinido.
25
Capítulo1–IntroduçãoPortugalencontra-senumaposiçãogeográficaprivilegiadaeestrategicamente
valiosa.ApesardenãosedestacarnocumedospaísesdaEuropacommaiorárea
geográfica1, dispõe de uma área marítima sob jurisdição nacional dezoito vezes
superioraoterritórionacional(Cunha,2004).Aspetomuitasvezesaludidocomo
orgulho e a vaidade próprios sem, no entanto, apreciar os deveres e as
responsabilidadesqueestavastaáreamarítimaacarretaparaopaís,paraoEstado,
paraaMarinhaPortuguesa(MP)eparaaAutoridadeMarítimaNacional(AMN).
A Direcção-Geral da Autoridade Marítima (DGAM) afirma que, durante a
extração e o transporte pormar, estima-se que sejam introduzidosnos oceanos,
por ação humana, voluntária ou involuntária, aproximadamente 5 milhões de
toneladasdeHCporano,oquerepresentaumadasprincipaiscausasdepoluição
dosoceanos(DGAM,2011).
A quantidade de HC transportada diariamente nos mares e oceanos é
incomensurável, apresentando um risco igualmente devastador de cada vez que
existeumaocorrênciaoucatástrofenestesector.AolongodaHistóriaforamvários
oscasosemqueacidentescomgrandesderramesdeHCprovocaram,nosquatro
cantos do mundo e ao longo de centenas de quilómetros de costa, grandes
devastações,mortedeinúmerosseresvivosedestruiçãodeecossistemas.
Ficou claro, na Resolução do Conselho de Ministros nº 25/93, que “o
elevadofluxodetráfegodenaviosqueatravessamdiariamenteazonaeconómica
exclusiva (ZEE) portuguesa determina um risco acrescido de acidentes com
consequências nefastas sobre essa zona e o meiomarinho em geral, bem como
sobretodoolitoral”(Ilustração1).NamesmaResoluçãoondeseaprovouoPlano
MarLimpo(PML),o“PlanodeEmergênciaparaoCombateàPoluiçãodasÁguas
Marinhas,Portos,EstuárioseTrechosNavegáveisdosRios,porHidrocarbonetose
OutrasSubstânciasPerigosas”.
Na possibilidade de ocorrência de incidentes com derrame de
hidrocarbonetos,eumavezqueédointeressedopaísprotegerassuaságuasde
1Portugaltemumaáreageográficade92226Km²,éovigésimoprimeiropaíscommaioráreadaEuropa.(Fonte:Eurostat,InstitutosNacionaisdeEstatística.Atualizadoem12-9-2016)
26
tais calamidades, o primordial é que esteja preparado para agir pronta e
devidamente.
Ilustração1-Principaisrotasmarítimasmundiais[Fonte:MarineTraffic,2017]
AmodelaçãodederramesdeHCéumprocessocomplexo,dependentede
váriasvariáveis.Este tipodemodelaçãoprocuraaprevisãodecomportamentoe
derivadasmanchasdeóleoderramado,fundamentalparaanálisesderiscoepara
apoionatomadadedecisãoemaçõesdecombateàpoluiçãonomar.
ApresentedissertaçãopretendeincidirnatemáticadapoluiçãoporHC,em
particular, na análise do modelo de cálculo de deriva superficial do Instituto
Hidrográfico (IH), no âmbito da sua aplicação na modelação operacional de
derramesdeHCnomar.
Estecapítuloencontra-sedivididoemcincopartesdistintas.Naprimeiraé
feitooenquadramentodotemaemestudo,abordandoa temáticadapoluiçãodo
mar,ascausasdepoluiçãodomar,oSCPM,oPMLeopapeldocálculodaderivado
IH. Ainda, neste capítulo, são definidos os objetivos a atingir e apresentadas as
questõesdeinvestigação,ajustificaçãodotemaeaestruturadadissertação.
27
1.1 Enquadramento Aespéciehumanaevoluiubastanteaolongodostempos,econtinuaaevoluir.
Porém,todoestedesenvolvimentoeevoluçãoconduziramaumalongalistagemde
danosprovocadosnonossoplaneta.
“Theintroductionbyman,directlyorindirectly,ofsubstancesorenergy
intothemarineenvironment,includingestuaries,whichresultsorislikely
to result in such deleterious as harm to living resources andmarine life,
hazards tohumanhealth, hindrance tomarine activities, including fishing
and other legitimate uses of the sea, impairment of quality for use of sea
waterandreductionofamenities.”
(UnitedNationsConventionontheLawoftheSea(UNCLOS),
ResoluçãodaAssembleiadaRepública(RAR)nº60-B/97)
Esta foi a definição encontrada para o significado de poluição do meio
marinho,naUNCLOS2,em1982.Existemváriostiposeorigensdepoluiçãodomar
e,comocitado,estapodedecorrerdeformadiretaouindireta.Naverdade,cerca
de 80% da poluição marítima é proveniente de terra. Sobretudo resultante do
escoamento de águas sujas para os oceanos, consequentes de chuvas fortes e
tempestades.Estaéumafontedepoluiçãoprovenientedeinúmerosagentesdesde
resíduoshabitacionais,despejosurbanos,terrenosaltamentefertilizados,viaturas,
embarcações, entremuitos outros, que direta ou indiretamente contribui para a
poluição domar. Todos os dias, milhões de veículos libertam dos seusmotores
pequenasquantidadesdepetróleoqueseacumulamnosoloportodasasestradas
e estacionamentos por onde circulam. Os fertilizantes e pesticidas utilizados na
agricultura sãooutroexemplodeacumulaçãode resíduospoluentesno solo.Em
algumas áreas esta forma de poluição, combinada com os restantes agentes
poluidores indiretos, é tão prejudicial que algumas praias são fechadas após
2AConvençãodasNaçõesUnidassobreoDireitodoMar,de10dedezembrode1982,assinadaporPortugalnamesmadata,foimotivadapelanecessidadedesolucionartodasasquestõesrelacionadascomodireitodomar.
28
períodos de chuvas fortes e tempestades (Ilustração 2) (National Oceanic and
AtmosphericAdministration(NOAA),s.d.).
Ilustração2–Escoamentodeáguasprovenientesdeterrenosagrícolasafluirparao
mar,transportandopesticidasefertilizantes.Florida,EUA.31dejulhode2009[Fonte:NOAA’sNationaloceanService,s.d.]
Nascostasportuguesas,as fontesdepoluiçãodomarsãosobretudonaviose,
com menor significado, instalações costeiras. São exemplo de outras causas
frequentesdepoluiçãodomar(DGAM,2011):
• Sinistrosmarítimos, taiscomoencalhes,afundamentos,explosões,rombos
e colisões entre navios que transportem HC, como carga ou combustível
próprio;
• Descarga de águas oleosas de porões, de lavagem de tanques de carga e
lastrodenavios;
• Derramesemoperaçõesdetrasfegaentrenavios,eatravésdeembarcações;
• Efluentesindustriaiseurbanos(origemtelúrica);
• Derrames de campos de exploração petrolífera situados no mar
(plataformasoffshore);
• PrecipitaçãodeHCqueseevaporamparaaatmosfera;
• Modificação no regime dos rios e nas cargas poluentes por eles
transportadas.
29
A consciencialização ambiental, em parceria com os desenvolvimentos
tecnológicos, veio valorizar e despoletar o interessepor energias alternativas ao
tradicional carvão e petróleo, surgindo a cada dia novas ideias e projetos
privilegiando o recurso a energias alternativas. O consumo de petróleo, desde
1973diminuiude46%para31%em2014,aindaassim,opetróleoencontrava-se
notopodasfontesdeenergiaprimárias(31.3%),seguidodocarvão(28.6%)edo
gásnatural(21.2%)(Ilustração3)(IEA,2016).
Comomencionado,osHCrepresentamumaelevadapercentagemdetodas
as fontes de energia consumidas atualmente, e são extraídos e transportados
recorrendo essencialmente à via marítima. Atualmente, existem centenas de
plataformas offshore em todo o planeta. A região com o maior número de
plataformaséogolfodoMéxicoonde,em2015,existiammaisde200plataformas,
seguidodoMardoNorte com184edo SudesteAsiático com173plataformas a
efetuaremrecolhadecrude3egásnatural(IEA,2016).
Ilustração3-Worldwideprimaryenergysupplyin2014,bysource[Fonte:IEA,2016]
Semprequeabordadaatemáticadapoluiçãomarítima,oassuntorapidamente
embate na problemática da poluição por hidrocarbonetos (HC) e culmina com
referênciasaacidentesouepisódiosenvolvendograndesderramesdeHC,poissão
estes que são sucedidos de devastadoras imagens de manchas de óleo a cobrir
3Crudeéadesignaçãoparaopetróleonoestadobruto.
30
praias,adestruirecossistemaseamataranimaismarinhos,marcandoamemória
demilharesdepessoas(Ilustração4).Paraalémdisso,apósacontecimentoscomo
estesdecorremlongosperíodosdelimpezaelongosprocessosdereabilitaçãopara
as praias e costas afetadas, bem como o restabelecimento dos ecossistemas
existentes,causandoenormestranstornosàspopulações,àseconomiaslocaiseaos
Estadosenvolvidos.
Ilustração4–Imagensrepresentativasdasconsequênciasdederramesdehidrocarbonetos
emzonascosteiras.[Fonte:Azevedo,2010]
Aocorrênciadederramesdepetróleosucedidosnopassado,emacumulação
comastrágicasconsequênciasnoambienteimpulsionaramainvestigaçãonaárea
demodelaçãodederramesdeHC.As ferramentasdemodelaçãodederramesde
HCtêmumgrandeimpactonaotimizaçãodeplanosdecontingênciaenamitigação
dosefeitosdestesacidentes(Azevedo,2015).
Em 2015, foram reportados 81 incidentes de poluição e intervencionados 5
incidentes. Em 2016, pelo sistema “CleanSeaNet” da Agência Europeia da
SegurançaMarítima(EMSA)foramdetetadas111potenciaismanchasdepoluição
nos espaços marítimos sob jurisdição nacional, sendo que cerca de 88% das
presumíveismanchasdepoluiçãoapresentavamdimensãoestimadainferiora20
Km2. Foram registados 17 incidentes de poluição, dos quais resultaram 6
operaçõesconjuntasdecombateàpoluição,efetuadospelosórgãosdaAutoridade
MarítimaNacionalemcoordenaçãocomasrespetivasAdministraçõesPortuárias,
quandonasrespetivasáreasdejurisdição(SCPM,2017).
31
OServiçodeCombateàPoluiçãodoMar(SCPM),éumorganismodaDGAM,ao
qual compete a direção técnica nacional emmatéria de prevenção e combate à
poluição domar, nos espaços sob jurisdição daAMN.O SCPM tem comomissão
estabelecer, a nível nacional, os procedimentos de natureza técnica relativos à
vigilância e ao combate à poluição do mar, bem como coordenar e dirigir
operaçõesdecombateàpoluiçãodomar.
O PML é, como referido anteriormente, o “Plano de Emergência para o
CombateàPoluiçãodasÁguasMarinhas,Portos,EstuárioseTrechosNavegáveis
dosRios,porHidrocarbonetoseOutrasSubstânciasPerigosas”efoiaprovadopela
Resolução do Conselho deMinistros nº 25/93, de 15 de abril. O PML tem como
objetivo(AMN,2017):
• Estabelecerumdispositivoderesposta;
• Definir responsabilidades e fixar competências dos diversos
organismosintervenientes;
• Definirmecanismosdemobilização,deajudaedeapoiotécnico;
• Definirestratégias,métodosetécnicasdecombateaoincidente;
• Definiresquemasdeformaçãoetreinodopessoalenvolvidonadireção
ecoordenaçãodasoperações;
• Definiroestabelecimentodebaseslogísticas(operacionais).
A estrutura nacional para a Prevenção e Combate à Poluição encontra-se
articuladasegundotrêsníveisdearticulação(AMN,2017):
Ilustração5-NíveisdeArticulaçãodoPML[Fonte:AMN,2017]
32
A entidade coordenadora, é determinada em função do grau de prontidão
adotadonoâmbitodoPML,etemafunçãodeestabeleceroplanodeintervenção
aplicável,oconceitodaoperaçãoeasentidadesintervenientes(AMN,2017):
Tabela1-NíveisdearticulaçãodoPML[Fonte:AMN,2017]
Graude
ProntidãoNíveleAutoridade Conceito
1ºGrau Nacional
Diretor-Geralda
AutoridadeMarítima
Integraçãodemeios
nacionaise
eventualmente
internacionais
2ºGrau Regional
ChefedoDepartamento
Marítimorespetivo
Atuaçãointegradados
meiosexistentesna
região
3ºGrau Local
CapitãodoPortoou
AdministraçãoPortuária
Atuaçãolocalcom
recursosameios
existentesnoporto
4ºGrau Local
CapitãodoPortoou
AdministraçãoPortuária
Atuaçãolocalcom
recursosameios
existentesnoporto
OPMLestabelece,ainda,umprotocoloderespostaaincidente,definindoas
etapasapercorrernodecorrerdeumaaçãoderespostaaincidente(Ilustração6)
(AMN,2017).Sendodesalientaracontemplação,noprotocoloderespostadoPML,
dopedidodeprevisãodederivaaoIH.Reforçandoapertinênciaeimportânciado
estudoeanálisedesenvolvidanapresentedissertação.
GRAVIDADEEIM
PACTO
33
Ilustração6-OrganogramadoprocedimentoderespostaaincidentedoPML
34
1.2 JustificaçãodoTemaApreocupaçãomundial com a poluição domeiomarinho, a constatação das
suas consequências ambientais, económicas e sociais, aliadas a um crescente
volume de tráfego marítimo a circular nas nossas águas traduzem uma
preocupação nacional no que respeita ao risco de ocorrência de episódios de
poluiçãodomarporhidrocarbonetoseaomodocomoopaísseencontraprontoe
preparadoarespondernuma“situaçãodecrise”.
Os resultados do modelo de deriva superficial do IH prestam um apoio
fundamentalnaconduçãodasoperaçõesdecombateàpoluiçãodomar,emtodos
os graus de prontidão do PLM, com principal destaque na distribuição e
movimentação dosmeios de combate e proteção ao longo da costa. Como tal, é
importante que esta ferramenta se mantenha atualizada e capaz de fornecer
informaçãocorretaecompletaparaapoioàdecisãodoscoordenadoresnacionais
nasaçõesdecombate.
Apresentedissertaçãopretendeprestarcontributosnosentidode,atendendo
aosdesenvolvimentostecnológicosecientíficosatuaiseàsnecessidadesnacionais,
auxiliar no melhoramento e desenvolvimento do modelo do IH por forma a
beneficiar as ferramentas de trabalho dos coordenadores nas operações de
combate.
Esta investigaçãosurge, também,noseguimentoda integraçãodomodelode
deriva no Centro Meteorológico do IH, processo do qual brotarão diversas
alterações emelhoramentos relativamente à versão atual. Esta integração conta
facilitaroacessoaomodelobemcomomelhorarosseusresultados.
1.3 ObjetivosOprincipalobjetivodadissertaçãoéanalisaromodelodeprevisãodederiva
superficialdoIH,noâmbitodatemáticadamodelaçãodederramesdeHCnomar.
Nestecontexto,foramestabelecidososseguintesobjetivosespecíficos:
1. Aprofundar os conhecimentos sobre os HC, as suas propriedades e
características;
2. IdentificaredescreverosprocessosdetransformaçãodosHCquesucedem
umderrame;
35
3. Investigar modelos e formulações para integração de processos de
transformaçãodoóleonamodelaçãodederramesdeHC;
4. EstudaredescreverferramentasdemodelaçãodederramesdeHCeassuas
características;
5. AnalisareapresentaromodelodeprevisãodederivasuperficialdoIHnas
suasdiversasvertentes;
6. ComparareanalisaromodelodeprevisãodederivasuperficialdoIHcom
ferramentasdemodelaçãodederramesdeHCexistentes;
7. AveriguarseomodelodeprevisãodederivasuperficialdoIHpreencheas
necessidadesnacionais,noâmbitodocombateàpoluiçãodomarporHC;
8. Identificar oportunidades de melhoria do modelo de previsão de deriva
superficialdoIH;
1.4 QuestõesdeinvestigaçãoAolongodapresentedissertaçãopretende-sedarrespostaàseguintequestão:
• DequeformaseenquadraomodelodeprevisãodederivasuperficialdoIH
noâmbitodamodelaçãodederramesdeHCnomar?
Contudo, de modo a sustentar a investigação e os seus resultados foram
formuladasváriasquestõesderivadas:
1. QuaisasproblemáticasenvolvidasnamodelaçãodederramesdeHC?
2. QuaisasparticularidadesdamodelaçãodederramesdeHC?
3. Qual a habilitação do modelo de previsão de deriva superficial do IH no
contextodamodelaçãodederramesdeHC?
4. Dequeformaaapresentaçãoresultadosdomodelodederivasuperficialdo
IHsatisfazemasnecessidadesnacionais,noâmbitodocombateàpoluição
domarporHC?
5. Como colmatar as suas vulnerabilidade e quais as oportunidades de
melhoriadomodeloparaadaptaçãoaocontextodamodelaçãodederrames
deHC?
36
1.5 EstruturadadissertaçãoA presente dissertação encontra-se dividida em seis capítulos. No primeiro
capítulopertente-sefazerumenquadramentogeraldotemaemestudo,abordando
atemáticadapoluiçãodomar,ascausasdepoluiçãodomar,oSCPM,oPMLeo
papel do cálculo da deriva do IH. Pretende-se, ainda, apresentar os objetivos a
atingir e apresentadas as questões de investigação, a justificação do tema e a
estruturadadissertação.
No segundo capítulo, são descritas as suas principais características,
identificadosostiposdecategorizaçãodeHCexistentes.Sãotambémexplicadosos
processosdetransformaçãoquímicosefísicosqueosHCsofremapósumderrame.
Oterceirocapítulo,édedicadoàmodelaçãodederramesdeHC.Destina-sea
introduzir o conceito de modelação operacional, a apresentar métodos e
formulações para a integração dos processos de transformação do óleo nos
modelos,por fim, e a apresentar trêsexemplosde ferramentasdemodelaçãode
derramesdeHC.
Noquartocapítulo,éapresentadoeanalisadoomodelodeprevisãodederiva
superficial do IH. Num âmbito específico, é esclarecida a origem, o âmbito, a
apresentação dos resultados e a suametodologia de formulação domodelo. São
também apresentados os resultados da comparação com outros modelos de
previsãooperacional,noâmbitodosderramesdeHC.
Noquintocapítulo,éapresentadaadiscussãoderesultados,começandopela
descrição dos resultados da análise do modelo do IH e da apresentação das
sugestõesdemelhoriadomodelodederivadoIH.
No sexto e último capítulo, são retiradas algumas ilações sobre o trabalho
realizadoesãofeitasrecomendaçõesparatrabalhosfuturos.
37
Capítulo2–Oshidrocarbonetoseassuasproblemáticas
2.1 Propriedadesdoshidrocarbonetos
Conhecer as características e o tipo de óleo derramado, inclusivamente
compreender as alterações físicas que as massas derramadas sofrem, é
indispensável em todas as etapas inerentes ao combate da poluição do mar
(Hollebone,2015,p.39).Porexemplo,nafasededetecção,apesardeatualmente
existirem modernos métodos com recurso a sistemas de detecção remota, são
aindamuitosdossistemasdedetecçãoquesofremlimitaçõesquandosujeitadosa
certostiposdesubstânciaderramadaounapresençadecertostiposdemanchas4.
Na escolha dos métodos de contenção, de recolha e de transporte do produto
derramado,éigualmenteimportanteesteconhecimento,principalmentenaaltura
detomadadedecisãosobrequaisosmétodosrecomendadosecapazesdeserem
empregues para cada situação. É indispensável, para a modelação de derrames
umaadequadaidentificaçãoecaracterizaçãodasubstânciaderramada.
UmobstáculodetetadonapadronizaçãodacaracterizaçãodosHCprende-
secomofactodeestaserfeitacomobjectivodeservirdiferentespropósitos,como
servir a vertente industrial ou operacional. Infelizmente, as propriedades
geralmentemedidasecontroladaspelosprodutoreserefinadoresdeHCnãosãoas
ideais,quandocomparadascomasnecessidadesdeinformaçãoparaumasituação
de combate à poluição do mar. De modo a efetivar e acelerar os processos de
tomadadedecisãoemsituaçõesdepoluiçãomarítimaporHC,oidealseriaqueos
controlosefetuadospelasentidadesresponsáveiscontemplassemosparâmetrose
dadosessenciaispararesponderanecessidadescomo(Hollebone,2015):
• Quaisaspropriedades físicasdoóleoecomoéqueestassealterame
decompõemcomotempo;
• Como é que a variação das características e da composição dos HC
derramadosafectamocomportamentoederivadamanchaoriginada;
• Seexistiráacriaçãodeemulsõesoudequeformaosóleosirãoabsorver
aágua;
4Nadetecçãoporcapturadeimagensporsensorinfravermelho(IV),aespessuradasmanchasafetaadetecção,manchaspoucoespessaseemulsõesnãosãodetetadas(Moreira,2016).
38
• Seoóleotemtendênciaaafundar;
• Qualoperigoparaopessoalnolocal,noprocessodelimpeza;e
• Qualatoxidadedoóleoparaosorganismosmarinhos.
No entanto, e não sendo ainda possível aceder à informação anterior nos
padrões ideais, os HC são caracterizados e organizados pelas suas propriedades
físicasequímicaseéapartirdasmesmasqueposteriormentesãoestabelecidose
calculadososparâmetrosnecessários,tantoparaamodelaçãodocomportamento
damancha comopara os restantes processos, comoa recolha e limpezado óleo
derramado.
2.1.1 CaracterísticasdosHidrocarbonetosÀ semelhança de qualquer outra substância, osHC, apresentam inúmeras
características: diferentes cores, cheiros, texturas, etc. Contudo, no âmbito da
modelação de derrames e do combate à poluição nomar importa focar algumas
características em particular, nomeadamente as necessárias para determinar o
movimentoecomportamentodeHCderramadoseparaapoiaraçõesdecombateà
poluiçãodomarsãoa(1)viscosidade,a(2)densidade,a(3)“densidadeAIP”,o(4)
ponto de inflamação, o (5) ponto de fluidez, o (6) ponto de ebulição e a (7)
solubilidade,quepassoadescrever:
(1) ViscosidadeA viscosidade traduz a resistência de um fluido ao movimento. Quanto
menoraviscosidademaiorafluidez.(Fingas,2016).Aviscosidadedeumóleoestá
relacionadacomasuacomposiçãoquímica.PoressemotivonumderramedeHC
podemestarpresentesumagrandevariedadedeviscosidadesemfunçãodoóleo
derramado(Hollebone,2015).
Logoapósumasituaçãodederrame,aviscosidadesofrealteraçõesdadaa
interaçãocomomeio.Tantopelaevaporaçãodoscomponentesmais leves,oque
resulta num aumento de viscosidade (Hollebone, 2015), como pela variação de
temperatura, em que temperaturas mais baixas provocam um aumento da sua
densidadeoqueinduzumaumentodeviscosidade(Fingas,2015).
39
No contexto operacional, no decorrer de uma operação de combate à
poluiçãonomar,aviscosidadeéaprincipalpropriedadeaconsiderarnaescolhae
na eficácia dos meios de combate, sendo, a decisão de qual o tipo de
recuperadores5autilizarumperfeitoexemplodisso(DGAM,2011).
(2) DensidadeDeumaformageral,adensidadedeumfluidotraduz-sepelaquantidadede
massa presente por unidade de volume, geralmente expressa em gramas por
centímetrocúbico(g/cm³).
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
Adensidadedamaioriadosóleosvariaentre0.7a0.99g/cm³eadensidade
da água domar é geralmente 1.027 g/cm³, o que resulta que na suamaioria os
óleosflutuemquandoderramadosnomar.Contudo,àmedidaqueatuamsobrea
manchaosprocessosde transformaçãoapósoderrame,adensidadedeumóleo
derramadoaumenta.Emsituaçõesnasquaisadensidadedoóleosetornasuperior
àdaágua,esteafunda (Fingas,2015).Dopontodevistaoperacional, estaéuma
situaçãoaevitar,poisumavezafundadodificilmentepodeserextraído.
(3) DensidadeAPI A “densidade AIP” é outra medida de densidade, esta é inversamente
proporcionalàdensidadedoóleoaos15.6ᵒC,eécalculadaemrelaçãoàdensidade
da água. Foi desenvolvida peloAmerican Petroleum Intitute (API) para definir a
densidadenaindústriapetrolíferademodoaverificaroquãopesadoouleveéum
óleo comparativamente à água. (Fingas, 2015). A “densidade API” é dada pela
seguintefórmula(Azevedo,2010):
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝐴𝑃𝐼 =141.5𝛥 + 131.5
5Recuperadores(Skimmers)sãoosequipamentosutilizadospararecolhadesubstânciasderramadasnomar(DGAM,2011).
40
Onde a “Densidade API” é dada em função de Δ, sendo Δ=Densidade do
óleo/Densidade da água. Esta unidade de medida refere-se apenas produtos
frescos, uma vez que, tal como acontece com a densidade, após derramados as
propriedadesdosóleosalteram-se(Azevedo,2010).
(4) Pontodeinflamação–“flashpoint” Opontodeinflamaçãodeumóleoéatemperaturaaqueumcompostotem
deseraquecidoparaquelibertevaporesinflamáveis,quandoexpostoaumafonte
deignição.Quantomaisbaixoforopontodeinflamaçãodeumóleo,maiorasua
taxa de evaporação à temperatura ambiente emaior o perigo que representam.
Óleos com baixos pontos de inflamação podem entrar em combustão apenas na
presençadeuma fontede calor comouma faíscaouum telemóvel emutilização
(DGAM,2011).
Estacaracterísticapermiteponderaravolatilidadeeresistênciadeumóleo
aofogo(Azevedo,2010).Numacomponenteoperacional,estaéumacaracterística
fulcral noquediz respeito à segurançanas operaçõesde combate à poluiçãodo
marporHC,umavezqueconhecendoopontodeinflamaçãodeumóleopode-se
estimar a quantidade de HC derramado e o seu estado de degradação (DGAM,
2011).Opontodeinflamaçãoétambémimportantenumafaseposterioràaçãode
combate,sendotambémutilizadoparacalcularastemperaturasdesegurançapara
otransporteearmazenamentodosdiferentesóleos(Azevedo,2010).
(5) Pontodefluidez–“pourpoint” O ponto de fluidez, tambémdesignado por ponto de corrimento, define a
temperaturamínimaaqueumóleoflui.Importanotarqueopontodefluideznãoé
opontodesolidificação.OsHCsãoconstituídosporcentenasdecompostosenem
todosseencontramnoestadosólidoaquandodopontodefluidez(Fingas,2015).O
ponto de fluidez é extremamente difícil de quantificar emedir, contudo existem
basesdedadoscomintervalosdevaloresparaalgunsprodutos.Porém,opontode
fluidez não deve ser utilizado como uma temperatura exata em que uma
substânciadeixadefluir,massimcomoumaindicação(Azevedo,2010).
41
Opontode fluidez influenciaverdadeiramenteasoperaçõesderecolhade
óleosderramados,umavezqueseatemperaturadoHCforsuperioraoseuponto
de fluidez não se podem utilizar recuperadores na recolha das substâncias
derramadas(DGAM,2011).
(6) PontodeEbulição–“boilingpoint”Opontodeebuliçãodeumóleoéatemperaturaemqueumóleopassado
estado líquido para o estado gasoso, à pressão atmosférica. Esta é uma
característicarelevanteparaadeterminaçãodastaxasdeevaporaçãodeumóleo.
Éaindaumimportanteparâmetrodeentradanaprevisãodoenvelhecimentodos
óleosapósumderrame,fatordeapoioàdecisãonasaçõesdecombateápoluição
nomarporHC(Azevedo,2010).
(7) Solubilidade A solubilidade de um óleo na água traduz a quantidade de óleo que se
dissolve na água. Conhecer a solubilidade do óleo derramado não é imperativo
para cálculosemodelaçãodederramesdeH,umavezqueaquantidadedeóleo
perdido pela sua dissolução na água do mar é muito baixa. A preocupação
associada à solubilidade de um óleo é o facto que nos HC os principais
componentes solúveis são também os mais tóxicos. O que resulta que uma
pequena quantidade de substância dissolvida possa ter um grande impacto nos
ecossistemas (Fingas, 2015). Normalmente, quanto maior a quantidade de
componentesvoláteisnacomposiçãodoHC,maissolúvelnaáguaéoóleo(DGAM,
2011).
2.1.2 CategorizaçãodeHidrocarbonetosExistem variadas formas de classificar os HC em categorias. Estas variam
consoante os autores, e apresentam diferentes parâmetros caracterizadores.
SegundoM.FingaseB.Hollebone(2015)osHCsãodistribuídos,combasenasua
composição química, pelos quatro grupos seguintes: Saturados, Aromáticos,
42
ResinaseAsfaltenos.JánaInternationalConventionforthePreventionofPollution
fromShips,conhecidacomoMARPOL73/786distinguem-seosHC(incluindotodas
assubstânciaslíquidastransportadaspornavios)conformeasuatoxicidadeparao
meio marinho e para a vida humana, segundo as seguintes quatro categorias:
Categoria A, Categoria B, Categoria C e Categoria D (decrescendo o nível de
toxicidadeentrecadacategoria,sendoAamaistóxicaeDamenostóxica)7.
Outraclassificaçãoexistente,utilizadapelaDGAMnoseumanual “Guiade
apoio ao combate à poluição do mar por hidrocarbonetos e outras substâncias
perigosas”,divideosHCemcincogrupos,destavezem funçãodasuadensidade
(DGAM,2012):
• TipoI–HCvoláteisleves,comoagasolina,oqueroseneouaparafina
diesel. Têm baixa viscosidade, dissolvem-se facilmente na água, e
evaporam-seedispersamcom facilidade. São tóxicos,mas comose
evaporamdepressaatoxicidadereduz-serapidamente.
• Tipo II – HC moderados e pesados, como a maioria dos crudes, o
gasóleo,ofuel-oileoóleodelubrificaçãoleve.Têmbaixaamoderada
viscosidade, moderada solubilidade na água, e tendem a formar
emulsõesestáveis.
• TipoIII–HCpesados,comooscrudesmuitoparafínicos,asemulsões
deHCna água e o óleo de lubrificação pesado. Com tempoquente
tendem a libertar os componentes voláteis e podem tornar-se tão
densosqueseafundam.
• TipoIV–HCresiduais,comoosbunkers,osheavyfuel-oileoasfalto.
Têmaltaviscosidade,baixa solubilidadenaágua,nãosedispersam
muitonaáguaepodemformarmassasdealcatrão(tarballs)
• TipoV–HCdedensidadesuperioràdaáguaqueseafundamnela.
São semissólidos,não-voláteis,não sedissolvemnaáguae formam
tarballs.Poucotóxicos.
6ProtocoloresultantedaConvençãointernacionalparaaPrevençãodaPoluiçãoporNavios,feitoa17defevereirode1987emLondres.AprovadoparaadesãopeloDecretodoGoverno25/87,de10deJulho.7Listadeóleos,Apêndice1doAnexo1daMARPOL74/78
43
Importa salientar que, esta última caracterização, é apropriada e
direcionada para o âmbito operacional, uma vez que divide os HC de forma a,
rapidamente, se poder tomar decisão relativamente aos meios de combate a
empregar,porexemploosmétodosderecolhaouautilizaçãodedispersantes8.
Conhecer o tipodeHCpermite conhecer aspropriedadesdoóleo e ajuda
prever omodo como o este irá reagir uma vez derramado nomeio ambiente. É
tambémumfatorigualmenteimportante,nadeterminaçãodoimpactoecustosdo
derrame(Etkin,2015).
2.2 Processosdetransformaçãodoshidrocarbonetosapósderrames
Numafaseposterioraumderrame,ocenárioaltera-se.Ascaracterísticase
dados relativos ao óleo passam a ser inúteis caso não sejam considerados os
processos de envelhecimento e os efeitos meteo-oceanográficos sofridos pela
mancha de óleo derramado ao longo do tempo. A experiência acumulada
demonstrou que as características físicas e químicas de um HC podem mudar
bastanteduranteodecorrerdeumderrame.Estasmudançastêmefeitosdecisivos
no destino, comportamento e nas consequências do óleo no meio ambiente
(Fingas,2015).
São os processos de transformação dos óleos os principais regentes do
movimentoeevoluçãodasmanchasdeHC.Genericamente,estesprocessospodem
serdedoistipos.Oprimeiroéde“weathering”,eosegundoenvolveumgrupode
processosrelacionadoscomomovimentodoóleonomeioambiente.Osdoistipos
influenciam-semutuamente.Estesprocessosdependemfortementedotipodeóleo
derramadoedascondiçõesmeteo-oceanográficasnomomentoinicialeposterior
aoderrame.(Fingas,2015).
O termo “weathering” é utilizado para designar a grande variedade de
processos físicos, químicos e biológicos causados pelo ambiente no óleo
derramado.Estesprocessos,quepodemtambémsermencionadoscomoprocessos
8DispersantessãoumagentedetratamentodeHCderramados.AaplicaçãodedispersantesprovocaadispersãoempequenasgotículasdosHCpelascamadassuperioresdacolunadeágua(Fingas,2001).
44
reológicos9 ou de envelhecimento, englobam processos como a evaporação,
espalhamento, emulsificação, entre outros processos como a dissolução, a
dispersão,asedimentação,afoto-oxidaçãoeabiodegradação(Ilustração7).
Ilustração7-Esquemadosprocessosreológicosqueocorremduranteumderramede
hidrocarbonetos[Fonte:Azevedo,2010].
Os diferentes processos reológicos iniciam-se assim que o óleo é
derramado. Contudo, como é possível observar no esquema da Ilustração 8, os
processostêmperíodosdeatuaçãoegrausderelevânciadiferentes.Estesnãosão
consistentes ao longo da duração do derrame, sendo mais intensos numa fase
inicial(Fingas,2015).
Compreenderocomportamentodosóleosapósoderrameéextremamente
importante no desenvolvimento demodelos de previsão de estado e deriva dos
derrames.Asdiferençasdeinteraçãoentreosdiferentesprocessospodemoriginar
diferençassignificativasnosresultadosdamodelaçãodeHC(Azevedo,2010).Os
períodos de atuação e graus de relevância dos processos de transformação
dependemmaisdo tipodeóleodoquedascondiçõesambientais.Aindaassim,a
maioriadosprocessossãobastanteafetadospelatemperatura,decrescendoasua
9Processosreológicossãorelativosaoescoamentoedeformaçãodosmateriais.
45
influência à medida que as temperaturas se aproximam dos 0 graus Celsius
(Fingas,2015).
Ilustração8-Esquemadosperíodosdeatuaçãoegrauderelevânciadosprocessos
reológicosqueocorremduranteumderramedehidrocarbonetos[Fonte:Azevedo,2010].
2.2.1 Deriva(drifting)Os derrames de HC no mar provocam a formação de uma ou mais
manchas10 de óleo na superfície do oceano, conforme a densidade do óleo e a
agitação marítima (DGAM, 2011). Depois de formadas, as manchas derivam em
concordânciacomoventoecomascorrentesdesuperfície,comoconsequênciada
advecção e da dispersão turbulenta da mancha (Azevedo, 2010). Apesar de ser
influenciada pelas características do óleo, a deriva tem como principal factor
impulsionadordemovimentoa forçadoventosobreasuperfíciedomar.A força
do vento sobrepõe-se, ainda, à influência das correntes marítimas (geralmente
maislentasqueovento)eàagitaçãomarítima(maioraçãonoespalhamentoque
naderiva)(DGAM,2011).
No âmbito operacional, a previsão da deriva da mancha é dos principais
requisitos para a tomada de decisão. A previsão de deriva da mancha,
acompanhadadeumaposiçãoedeumintervalodetempoestimadosparachegada
da mancha a terra, são fatores decisivos na definição de prioridades e
posicionamentodemeiosparaocombate.10Umamanchadeóleoderramadopodetambémserdenominadadeslick.
46
2.2.2 Espalhamento(spreading)Assimquederramadonaágua,oóleoiniciaoprocessodeespalhamentoaté
formar um slick à superfície do mar (DGAM, 2011). O espalhamento resulta da
interação entre forças, dependendo “do balanço entre as forças gravíticas,
inerciais, viscosas e tensões nas interfaces” (Azevedo, 2010). O processo de
espalhamento origina o alastramento da área ocupada pela mancha e,
consequentemente,areduçãodasuaespessura.Estassãovariáveisfundamentais
paraosmodelosdeprevisãodeestadoederivadadeHC(Azevedo,2010).
Comooiníciodoprocessodeespalhamentosurgemasprimeirasalterações
químicas do óleo como o aumento de densidade e viscosidade, que pode afetar
outros processosde transformação comadispersão, evaporação e emulsificação
(Azevedo,2010).
Ilustração9-Representaçãoesquemáticadoprocessodeespalhamento[Fonte:Azevedo,
2010]
Operacionalmente,oimpactodoespalhamentonumaaçãodecombatepode
manifestar-se na influência que tem sobre outros processos e na extensão do
derrame. A dimensão da mancha, condiciona a mobilização dos meios e, na
presença de um derrame de grandes dimensões, força a criação de prioridades
identificandozonassensíveisnacostaparaprimeiraintervenção.
47
2.2.3 Evaporação(evaporation)A evaporação é um processo de “weathering” muito importante, uma vez
que é um processo natural para a remoção de HC da água (DGAM, 2011). Este
processo tem um grande impacto na quantidade de óleo remanescente na água
apósumderrame,especialmentesesetratardeumóleoleve.Umamanchadeum
óleoleve,comoagasolina,podeevaporarporcompletoatemperaturasambientes
normais em apenas alguns dias, o mesmo não acontecendo com um óleo mais
pesado, como o Bunker C11, em que apenas uma pequena percentagem de óleo
evapora.
Ilustração10–Representaçãoesquemáticadoprocessodeevaporação[Fonte:Azevedo,
2010]
As taxas de evaporação dependem de diversos fatores: o baixo ponto de
ebulição dos componentes leves, a área superficial e espessura da mancha, as
pressõesdevapordeóleoeocoeficientedetransferênciademassa,que,porsua
vez, dependem da composição do óleo (Azevedo, 2010). As taxas são elevadas
imediatamenteapósoderramee,emseguida,diminuemconsideravelmente.Cerca
de 80% da evaporação ocorre durante os primeiros dois dias após o derrame
(Ilustração11)(Fingas,2015).
11OBunkerCéumóleocombustívelpesadodealtaviscosidade.
48
A densidade e a quantidade de componentes voláteis do HC são os
principais influenciadores da velocidade de evaporação: óleos mais densos
evaporammenosemaislentamente.Umaparticularidadenaevaporaçãodosóleos,
comparativamenteàdaágua,équeébastantemenosdependentedavelocidadedo
vento e da extensão do derrame. A evaporação dos óleos pode ser
consideravelmente retardada devido à formação de uma “crosta” ou “pele” por
cimadoóleo.Estefenómeno,noentanto,émaiscomumemderramesemterraou,
quando no mar, em zonas calmas em que a agitação marítima não misture as
camadasdeóleo(Fingas,2015).Aevaporaçãoprovocaoaumentodedensidadee
viscosidadedamanchadeóleoderramado(Azevedo,2010).
Ilustração11-Curvasrepresentativasdastaxasdeevaporaçãodealgunsóleos[Fonte:Fingas,2015]
49
Do ponto de vista operacional, o impacto da evaporação irá depender do
tipodeóleo.Umderramedeumóleoleve,queevaporerapidamente,fazcomqueo
processoderecolha fique facilitadosendonecessárioprocederà recolhadeuma
menor quantidade de óleo do que a inicialmente derramada, ou até mesmo
nenhuma.Contudo,numderramedeumóleomaispesadoaevaporaçãopodelevar
aodesenvolvimentodamanchaparaumamanchadealtaviscosidadedificultando
assimosprocessosderecolhadosresíduos(Fingas,2015).
2.2.4 Emulsificação(water-in-oilemulsion)Asalteraçõesfísicasequímicasdespontamassimqueoóleoéderramado.
Os componentesmais levesevaporam,os componentes solúveisdissolvem-sena
água e os restantes, os componentes insolúveis, emulsificamoudispersam-sena
colunadeáguasobaformadepequenasgotas(Azevedo,2010).Aemulsificaçãoé
umprocessoquepodeocorrerapósumderrameeresultanacriaçãodeemulsões
denominadas por “mousse”, devido à sua cor castanha ou alaranjada (Fingas,
2015).Estefenómenoresultadainteraçãodoóleocomaáguadomaredepende
dacomposiçãodoóleoedaagitaçãomarítima(DGAM,2011).Oprocessoconsiste
naagregaçãodepequenasgotículasdeáguanointeriordoóleo,transformandoo
óleonumaemulsão(Azevedo,2010).
Ilustração12-AspetodeumaemulsãodeumHCemágua[Fonte:DGAM,2011]
50
A formação de emulsões altera drasticamente as propriedades físicas do
óleo.Emulsõesestáveis12podemconter60a80%deágua,oque se traduznum
aumentodevolumedoprodutoderramado(2a5vezesmaisdovolumeoriginal),
num aumento de viscosidade e de densidade relativamente à substância
derramada(Fingas,2015).Estasalteraçõesresultantesda formaçãodeemulsões
têmimpactonoutrosprocessosdeenvelhecimentonomeadamentenareduçãodo
espalhamento e da evaporação, consequência do aumento de viscosidade e
densidade(Azevedo,2010).
O impacto do processo de emulsificação na condução das operações de
combateassentanadificuldadederecolhadasemulsõescomosrecuperadores(o
aumento de viscosidade pode requerer troca do recuperador inicial) e na
significativareduçãodaeficiênciadosdispersantes.
2.2.5 OutrosprocessosAlémdosprocessossupramencionadosadvêmtambémdeumderramede
HC processos de dispersão, dissolução, sedimentação, foto-oxidação e
biodegradação. São, igualmente, processos de envelhecimento que conduzem a
alteraçõesnoestadoenomovimentodamanchaderramada.Porém,comoexposto
anteriormentenaIlustração8sãoprocessosque,pelosseusperíodosdeatuaçãoe
graus de relevância, apresentam menos relevância nas alterações de estado e
movimentaçãodamanchaderramadacomparativamentecomosprocessosacima
desenvolvidos.
• Dispersão
Este processo traduz a disseminação do óleo pela coluna de água, sob a
formadepequenasgotas.Adispersãoéoriginadapelosmovimentos turbulentos
doventoedasondasàsuperfíciedaágua(Azevedo,2010).
• Dissolução12 Segundo Azevedo (2010) “A tendência de formação e estabilidade das emulsões parecem serfunção do conteúdo em asfaltenos e parafinas do petróleo. Daí que amaior parte dos produtosrefinadosnãoformememulsõeságua-no-óleoestáveisdevidoàausênciadeparafinaseasfaltenos”.
51
Através do processo de dissolução, alguns dos componentes solúveis do
óleo são dissipados para a superfície de água imediatamente abaixo damancha
derramada. Este processo afeta apenas uma pequena porção de óleo,
normalmente, menos de 1% da massa inicial de óleo derramado. O principal
impacto da dissolução é o facto dos componentes solúveis dos óleos serem
tambémosmais tóxicos para a vidamarinha. Se ocorrer umderrame em águas
pouco profundas e com o óleo com uma quantidade de componentes solúveis
elevados pode resultar na morte de um elevado número organismos marinhos
(Fingas,2015).
• Sedimentação
O processo de sedimentação decorre do aumento de densidade das gotas
das substâncias resultantes doderrame (óleo, emulsões oumistura de óleo com
dispersante). Estas, logoque atinjamumadensidade superior àda águadomar,
depositam-senofundodomeiomarinho(DGAM,2011).
• Foto-oxidação
Esteprocessodependebastantedotipodeóleoedascondiçõesambientais,
e ocorre devido à exposição da mancha às radiações solares. A foto-oxidação
provoca a transformação da substância derramada por processos fotoquímicos
(foto-oxigenação)quepodemresultarnaalteraçãoacomposiçãodoóleo(DGAM,
2011).Esteprocessopotenciaadissolução,adispersãoeaemulsificaçãodosóleos
derramados(Azevedo,2010).
• Biodegradação
O processo de biodegradação consiste no consumo por degradação dos
hidrocarbonetos derramados por diversos micro-organismos (como bactérias e
fungos) presentes na água. A biodegradação depende da presença destes
organismosnaágua,asuaatuaçãoserámaissignificativaemfunçãodaextensão
do derrame e do contacto com os micro-organismos, da temperatura (quanto
maior a temperatura maior a degradação) e da disponibilidade de nutrientes e
52
oxigénio. Os processos de espalhamento, dispersão e dissolução apoiam a
ocorrênciadebiodegradação(Azevedo,2010).
53
Capítulo3–Modelaçãodederramesdehidrocarbonetos
3.1 ModelaçãoOperacional
Amodelaçãodaprevisãodemovimento,daderiva,deHCderramadoséum
processobastante complexo.Aquantidadedevariáveis envolvidaéelevadabem
comoonúmerodevariáveis,internaseexternas,envolvidas.Devido,basicamente,
aoestadodasubstânciaemdiscussão,éumamodelaçãobastantemaistrabalhosa
quandocomparadacommodelaçõescomoasdesenvolvidasnoâmbitodeSAR,em
queosobjetosnãosofremalteraçõesdeformaouestadosignificativas(Hackettet
al.,2006).
Azevedo (2010) citou Reed et al. (1999) que refere o seguinte: “A
capacidade de representar numericamente os processos de evolução dos
hidrocarbonetosnomeioaquáticoé limitada,havendováriasabordagenspossíveis,
desde os modelos de partículas até aos modelos tridimensionais de evolução dos
processosfísico-químicos”.Nestecontexto,existeminúmerasvariantesnaresolução
doproblemada“modelaçãodeHC”.
Segundo Fingas (2015), dentro do propósito demodelar derrames deHC
presenciam-se duas situações: “Operational modeling is different than academic
research.Publishingapaper ismucheasier thanprovidinganaccurateanduseful
trajectory in a real event” (Fingas, 2015). Neste contexto existem: os modelos
académicos, resultantes de estudos científicos que apesar de rigorosos são
complexos e exigem elevada capacidade de computação, utilizadores altamente
qualificados e tempo para aplicar os sistemas; e os modelos operacionais, que
apesardeassentaremnumacientífica,sãomaissimples,expeditoseadaptadosàs
necessidades e contextos de uma instituição ou organismo próprios, como por
exemplo a necessidade de uma resposta rápida e segura, ao alcance de um
utilizador comum não especializado a um evento potencialmente de risco.
Evidentementearealidadedomodeloanalisadonapresentedissertaçãoinsere-se
nosmodelosdosegundocontexto.
54
3.2 Integraçãodosprocessosdetransformaçãodoóleo
No capítulo 2 foram apresentados os vários processos de transformação
sofridosporumamanchadeóleoapósumderrame.Namodelaçãodederramesde
HC é fundamental considerá-los no cálculo do destino emovimento damancha.
Todos os processos de transformação estão interligados. Atualmente, existem
modelos e formulações para todos os processos. No presente subcapítulo, serão
apresentadas, para os processosdederiva, evaporação e espalhamento, algumas
dasteoriaseformulaçõesestabelecidasparaintegraçãoemmodelosnuméricos.
3.2.1 DerivaA integração numérica da deriva num modelo de derrames de HC é
fundamental.Detodaa informaçãopassíveldeserdisponibilizadapelosmodelos
deprevisãonenhuma,nocontextooperacional,superaaimportânciadaprevisão
de movimento e, se for o caso, do ponto de primeiro contacto da mancha com
costa.
Osprimeirosestudosdesenvolvidosparadefiniçãodaderivadasmanchas
derramadasassentavamemmodelosbidimensionaisedesuperfície,calculandoa
derivaatravésdaparametrizaçãodoventoedacorrente (Azevedo,2010).Como
referido no capítulo 2 a deriva depende, essencialmente, do vento à superfície.
Contudo,emsituaçõespertodeterra,Fingas(2015)estabeleceuqueumamancha
deóleoàsuperfíciesujeitaaumavelocidadedeventofor inferiora10km/h13,a
derivadamanchamovimentar-se-áaumataxade100%dacorrentedesuperfície
eapenas3%davelocidadedovento.Estassãoalgumassituaçõesemqueovento
nãodesempenhaumpapelpredominantenamovimentaçãodamancha.Contudo,
umamanchaemmarabertosujeitaaventocomvelocidadesuperiora20km/h,já
éoventoo fatorprincipalnadeterminaçãodaderivadamancha.Sendoqueem
qualquer situação deve sempre considerar-se ambos os fatores no cálculo da
deriva.
Porém, os estudos evoluíram no sentido de integrar, no movimento da
mancha,osprocessosdetransformaçãodosHCapósderramadoseosmovimentos
ao longo da coluna de água, tornando os modelos cada vez mais próximos da
13Avelocidadede10km/hequivale,aproximadamente,a5nós.
55
realidade. Azevedo (2010) alertou para a importância do efeito da dispersão
vertical,tantonamovimentaçãocomonaalteraçãodemassadamancha,eparaos
derrames ocorridos em profundidade14, modificando-se por completo os
parâmetros de forçamento a que a mancha fica sujeita invalidando o uso de
modelos superficiais 2D, uma vez que produzem resultados dissemelhantes e
irrealistas.
Para proveito operacional, os modelos de deriva são, cada vez mais,
interligados,diretaouindiretamente,amodeloshidrodinâmicos.Estaintegraçãoé
frequenteemmodelosoperacionaisdesistemasderespostaaacidentes(Azevedo,
2010).
Modelos mais avançados comtemplam a possibilidade de aquisição, em
tempo real, de dados meteorológicos como campos de vento e correntes para
integração no modelo de deriva. Os campos de correntes para forçamento das
manchas podem ser obtidos através de radar ou de bóias derivantes. Em
contrapartida, o tempo de processamento destes sistemas torna-os pouco
eficientes,limitandoasuautilidade(Azevedo,2010).
Graçasaosavançostecnológicosnaáreadacomputação,paracompletaros
tradicionais modelos de partículas começam a surgir formulações alternativas
baseadas em equações da dinâmica de fluídos, que permitem maior precisão.
Segundo Azevedo (2010): “estes modelos simulam diretamente a dinâmica do
fluídosuperficialdamanchadehidrocarbonetos”,nãotendosido implementados
emsistemasreaisdadooseuelevadocustocomputacional.
3.2.2 EspalhamentoNa formulação do processo de espalhamento, na grande maioria dos
modelos de derrames, tem como base a teria de Fay (1971) composta por três
fases de espalhamento: (1) Gravítica-Inercial, (2) Gravítica-Viscosa e (3) Tenso-
Viscosa(Azevedo,2010):14Resultadodeestudosacercadeumderrameao largodas ilhas Shetland,naEscócia, emqueonavio afundouederramouaproximadamente80000 toneladasde crude.O crudederramado foitransportadoemprofundidadeparaSul,contraadireçãodovento(Azevedo,2010).Sãoexemplode derrames em profundidade: acidentes com afundamento de navio, acidentes em plataformasoffshoreouderramesdepoçosnaturais.
56
(1) Gravítica-Inercial – A principal força geradora de movimento é a força
gravítica,equilibradapelainérciadopróprioóleo.Estafasetemaduração
deapenasalgumashoras,excetosesetratardederramecontínuo.
(2) Gravítica-Viscosa – O movimento da mancha continua a ser gerado pela
força gravítica, contudo relaciona-se com a viscosidade entre o óleo e a
água.Estafaseéimplementadanamaioriadosmodelosdesenvolvidos.
(3) Tenso-Viscosa – Depois de espalhada, amancha adquire a forma de uma
camada fina à superfície, facilmente quebrável. Nesta fase, dado a fina
espessuradamancha,aforçagravíticaassumeumpapelsecundáriosendo
atensãosuperficialaprincipalgeradorademovimento.
AformulaçãodeFay,apresentaalgumaslimitações:nãocontemplaaformação
de slick alongados (rastos finos adjacentes à mancha principal), a taxa de
espalhamento devido à viscosidade (óleos mais viscosos têm uma taxa de
espalhamento inferioraóleosmenosviscosos),separaçãodosslicksemmanchas
maispequenas e adependência entre a taxade espalhamento e as condiçõesde
descarga (relações entre: libertação superficial/libertação em profundidade e
descargacontínua/descargainstantânea)(Azevedo,2010).
Dos estudos seguintes, surgiram outras teorias relativas ao espalhamento de
manchasdeHC,taiscomo(Azevedo2010):
• BuisteTwardus(1984)propuseramumaalteraçãoàtaxadeespalhamento,
incluindoumvalorquedependiadarazãoentreaviscosidadedoóleoeda
água;
• Waldmanetal.(1972)sugeriuqueoespalhamentofosseconsideradocomo
uma descarga num canal, ou seja, numa só direção (ao longo do eixo da
direçãodoventoeconcentraçõessimétricasemvoltadoeixo).
Sãováriososmodeloseformulaçõesexistentes.Atualmente,épossívelprever,
deacordo comas taxasdeespalhamentoe restantes condicionantes, informação
comoaextensãoeespessuradamancha15.
15 Operacionalmente, informação relativa à extinção e espessura são dados importantes para asescolhas demeios e táticas para as operações de combate (por exemplo no posicionamento dasbarreirasdecontenção).
57
3.2.3 EvaporaçãoNoqueconcerneàformulaçãodataxadeevaporaçãoexistemváriasteorias.
Sendo que Azevedo (2010) destacou duas de entre as mais conhecidas: a de
exposiçãoevaporativa(StivereMackay,1984)eomodelodepseudo-componentes
(Payneet al.; Jones, 1997).Ométododa exposição evaporativanãonecessita de
informaçãorelativaàcomposiçãodoóleooque,apriori,seapresentacomouma
mais-valia. Baseando-se em simplificações, este método estabelece uma relação
linearentreopontodeebuliçãodafaselíquidaeafracçãodematériaperdidapor
evaporação.Alémdeserlevantadaaincertezaquantoàlinearidadedetalrelação,
osresultadosdestemodelopodemapresentar-sebastantefalíveisparaóleoscom
curvas de destilação não-lineares, como os produtos refinados. (Azevedo, 2010).
De acordo com Azevedo (2010) “esta metodologia não é a mais adequada para
situaçõesemqueexistemoutrosprocessosdeperdademassa”,comoadispersão
natural,retençãocosteira,entreoutros.
Ométododospseudo-componentes consideraa substânciaderramada,os
óleos-crude ou os produtos refinados, como sendo formados por uma série
limitada de componentes discretos independentes, designados por pseudo-
componentes,organizando-osconsoanteoseupesomolecularepontodeebulição.
Ocálculodovalortotaldeevaporaçãoédadopelasomadasevaporaçõesparciais
de cadapseudo-componente, calculada atravésdeumaexpressãoparametrizada
pelosvaloresdapressãodoóleo(Azevedo,2010).
Talcomoosoutrosprocessos,apresentam-seapenasalgumasdasdiversas
possibilidadesdemodelaçãodaevaporaçãoemderramesdeHC.
3.3 Ferramentasdemodelaçãodehidrocarbonetos
Amodelaçãodederramesdehidrocarbonetostemsido,aolongodosanos,
temaparainúmerasinvestigações,trabalhoseartigoscientíficos.Dessesestudose
trabalhos, resultam muitas vezes empresas ou parcerias visando perpetuar os
estudos e desenvolvimentos na área de modo a associá-los e utilizá-los em
aplicações reais. Mundialmente existem duas grandes referências na área da
modelaçãodederramesdeHC:RPSAppliedScienceAssociates(ASA)eoSINTEF.
58
ARPSASAéumaempresadeconsultorianorte-americana,eumadasmais
preeminentes domundo na criação de soluções na área da ciência e tecnologia.
Realiza projetos de consultoria, modelação ambiental e aplicações para uma
diversificada gama de clientes no governo norte-americano, na indústria e na
comunidade académica. A RPS ASA desenvolveu diversos softwares na área da
modelaçãodederramesdeHC,nomeadamentemodelosparaderramesnomar,à
superfícieeemprofundidade,eparaderramesemterra.(RPSASA,s.d.)
O SINTEF é um instituto de pesquisa multidisciplinar com peritos
internacionaisnaáreada tecnologia,medicinaeciênciassociais,éconsideradoa
maiororganização independentede investigaçãodaEscandinávia.Desdeo início
daexploraçãopetrolíferanaNoruega,oSINTEFtemsidoumadasprincipaisfontes
deinvestigação,procurandoaperfeiçoaromapeamentoeproduçãoderecursosde
petróleoegás,noruegueseseglobais,deformalucrativa,seguraeambientalmente
sustentável(SINTEF,s.d.).
Contudo, na ocorrência de uma situação real de derrame de
hidrocarbonetos, a resposta nacional para a catástrofe é gerida, como referido
anteriormente,pordiferentesresponsáveisdeacordocomoPML.Noentanto,no
queconcerneaoprocessamentoefornecimentodeinformaçãorelativaàderivado
derrame,paraapoioàtomadadedecisão,éoIHquedisponibilizaessainformação.
Porém,oSCPMrecorre,paraefeitosderedundânciaevalidaçãodainformação,à
plataforma MARPOCS (Multinational Response and Preparedness to Oil and
ChemicalSpills).
AplataformaMARPOCSéumprojetoemdesenvolvimento,easuacriação
decorreu da ratificação do Acordo de cooperação para a proteção das costas e
águasdoAtlânticoNordestecontraapoluição,conhecidocomoAcordodeLisboa,
estabelecidoentreFrança,Espanha,PortugaleMarrocos.Esteacordoergueu-seda
necessidade de cooperação regional no combater a poluição do mar por
hidrocarbonetos e substâncias perigosas e nocivas (HNS) noAtlânticoNordeste,
dado o historial de acidentes nas costas espanholas, marroquinas, francesas e
portuguesas (DGAM, s.d.). A plataforma é suportada por fundos europeus e
beneficiadecolaboradoresde todasasnacionalidadesabrangidaspeloacordo.A
nível nacional conta com a colaboração do Instituto Superior Técnico (IST), da
59
empresa Action Modulers e da Agência Regional para o Desenvolvimento da
InvestigaçãoeInovação.Oconselhoconsultivodoprojetoéigualmentecomposto
porelementosdetodasasnacionalidades,PortugalérepresentadopeloSCPMda
DGAM,pelaAdministraçãodePortosdaRegiãoAutónomadaMadeira(APRAM)e
peloServiçoRegionaldaProteçãoCivildaMadeira.(MARPOCS,s.d.).
Seguidamente,serãoapresentadostrêsexemplosdesistemasoperacionais
demodelaçãodeHC.Doismodelosdereferênciainternacional:omodeloOILMAP,
desenvolvido pela RPS ASA; e o modelo OSCAR (Oil Spill Contingency And
Response),desenvolvidopeloSINTEF;eoprojetodaplataformaMARPOCS.
3.3.1 ModeloOILMAPOOILMAPéutilizadomundialmenteporvárias companhiaspetrolíferas e
governos internacionais. A abordagem do modelo torna-o acessível tanto para
aplicação para a indústria, como para entidades governamentais, envolvidas no
transporteemanejodepetróleoouemequipasdetreinoerespostaaemergência.
O modelo OILMAP é uma ferramenta de modelação avançada, capaz de
fornecer previsões rápidas de movimento e destino das manchas de óleo
derramado, paraderrames instantâneos ou em contínuo, em2De3D.Omodelo
OILMAPpadrãoinclui,nocálculodaderivaedestinodasmanchas,contemplando
algoritmosparaosseguintesprocessos:espalhamento,evaporação,emulsificação
eretençãocosteira.Consideraotipodeóleoderramado,eoseuimpactonocálculo
dadistribuiçãodamanchaemfunçãodotempo.OOILMAPpermitequeaprevisão
fornecidapossa ser atualizadapelo utilizador, demodo a fazê-la corresponder a
áreasobservadas,atravésdeintroduçãodepolígonosSIG(SistemasdeInformação
Geográfica).Omodelodisponibilizaumabasededadosdeóleos (passívelde ser
alterada e atualizada pelo utilizador), ferramentas para dados meteo-
oceanográficosemecanismosdevisualização.Alémdomodelopadrão,podemser
adicionadososseguintesmódulos:
• OILMAPDEEP – Para simular libertações subaquáticas de óleo, capaz de
preverascaracterísticasdoóleoderramado. Incluiaindaummódulopara
60
tratamentodedispersantesubaquáticoparaprevisãodosefeitosdoagente
aolongodotempo;
• AIRMAP – Para considerar a dispersão atmosférica, capaz de fornecer
concentrações de hidrocarbonetos vaporizados para determinar zonas de
exclusãodevidoàexposiçãoatmosférica;
• OILMAPLAND – Para derrames provenientes de tubos ou instalações de
armazenamento,aplicávelemterraeásuperfíciedaágua.Principalmente,
paraapoioaderramesemterraquemigramparavaletaselagos;
• SIMAP–Para integraçãodosprocessosde transformaçãomaiscomplexos
como: dissolução, sedimentação, interação com gelo e sedimentação
costeira;
• RunStoch–Paraanálisesderiscoeplaneamentodeplanosdecontingência.
Umacomponenteestocásticadesenvolvidaparacalcularaprobabilidadede
impacto de derrames em áreas sensíveis, derivas de derrames mais
prováveis, e os valores críticos comoextensãomáximade costa afetada e
tempomínimodederivadoóleoatéterra(RPS,s.d.).
Ilustração13-Exemploapresentaçãoderesultados–ModeloOILMAP[Fonte:RPSASA,s.d.]
O OILMAP apresenta-se como um modelo bastante completo, dos mais
referenciados.Nãosendoummodelodesenvolvidoexclusivamenteparaavertente
61
operacional,édesalientarapertinênciadomóduloRunStochnoâmbitodoapoio
nacoordenaçãodeoperaçõesdecombateàpoluição.
3.3.2 ModeloOSCAROmodeloOSCAR é direcionado para a análise de risco e planeamento de
contingência e para a modelação de operações de combate de derrames de
hidrocarbonetos,estandootimizadoparautilizaçãonoMardoNorteeBáltico,no
GolfodoMéxicoenoMarMediterrâneo.
É uma ferramenta de simulação tridimensional (estuda os processos ao
longodacolunadeágua),consideraotipodeóleo(caracterizaçãodoóleoem25
pseudo-componentes), integra os processos deweathering (inclui base de dados
com resultados experimentais), calcula o impacto biológico em organismos
marinhos, e, ainda, prevê a retenção costeira para vários tipos de costa. Este
modelo é apto para derrames à superfície e em profundidade, com tempos de
libertaçãodeóleoimediatos,emcontínuo,e,ainda,cominterrupções.
Ilustração14–Exemploapresentaçãoderesultados–ModeloOSCAR[Fonte:SINTEF,2014]
Omodelocalcula:aderivaeodestinodamancha,integrandoosefeitosda
corrente e vento na advecção do óleo; e o seu envelhecimento, considerando os
processosdeevaporação, espalhamento, emulsificação,dissoluçãoedispersão.O
sistema disponibiliza ainda uma componente estocástica de simulação para as
62
ações de combate, apresentando os intervalos ideais para a recolhamecânica e
para a aplicação de dispersantes na água e previsão de resultados das
intervenções.
Omodeloincluidoismódulos:
• Oil Weathering Model – Módulo para integração dos processos de
weathering dos óleos derramados no mar, com base em formulação e
resultadosexperimentais;
• DeepBlow – Para consideração do processo de espalhamento subaquático
naderivadasmanchasparaderramesemprofundidade(SINTEF,2014).
NomodeloOSCARdestacam-seasaplicaçõesdecontingênciaeacapacidadede
modelação de operações de combate, uma vez que é ummodelo especialmente
concebidoedirecionadaparaesteefeito.
3.3.3 PlataformaMARPOCSA MARPOCS tem como objetivo de implementar um modelo comum para
preparação e resposta a derrames HC e HNS no Atlântico Nordeste. O projeto
envolveautoridadesnacionais, regionaise locaisde todosospaísesdoacordo,a
Agência Africana de Segurança Marítima (AMSSA) e a empresa de controlo do
tráfegomarítimoMarineTraffic.
A plataforma encontra-se em desenvolvimento através da partilha de
conhecimento e experiências entre os parceiros e autoridades dos países
acordantes, procurando fortalecer a capacidade de assistência mútua, de
planeamento e resposta em episódios de poluição acidental nas regiões
transfronteiriças.
A plataforma disponibiliza diferentes modelos consoante a região escolhida,
paraPortugalcontinentalencontram-sedisponíveisosseguintesmodelos:
• HidroMOHID(ouMOHIDWater)doIST;
• WavesWW3doIST;
• MeteoWRFdaNationalCenterforAtmosphericResearchdosEUA.
O Hidro MOHID é o modelo utilizado pelo SCPM. Trata-se de um modelo
numérico tridimensional desenvolvido para simular massas de água (oceanos,
estuários,reservatórios),apresentandodiversasaplicaçõesnomercadonacionale
63
internacional. Das diversas áreas abrangidas pelo modelo, destaca-se a dos
derramesdeHCedeHNSdesenvolvidaparaaprevisãoesimulaçãodatrajetóriae
dosprocessosdetransformaçãodoóleoderramado(considerandooóleocomoum
grandenúmerodepartículasemmovimento,independentesdaágua).Asimulação
éfeitaaolongodacolunadeágua,eintegraosprocessosdeevaporação,dispersão,
espalhamento, sedimentação, dissolução, emulsificação, dispersão e a retenção
costeira(MOHID,s.d.).
A plataforma permite a simulação de derivas e visualização imediata no
sistemademapas.Outilizadortemumaáreadesimulaçãoondepodeconcretizare
processar as suas próprias simulações. Apesar do principal objetivo ser os
derrames,aplataformacalculaderivaparacorposhumanos(aferindosese trata
de afogamento ou não) e objetos flutuantes (como por exemplo contentores,
exigindoapercentagemdeobjetoimerso).
Ilustração15-Exemploapresentaçãoderesultados–PlataformaMARPOCS[Fonte:
MARPOCS,2017]
64
Ilustração16-Exemploapresentaçãoderesultados,comtabeladepropriedadesdoóleo–
PlataformaMARPOCS[Fonte:MARPOCS,2017]
Futuramente,aplataformaesperaintegrarumsistemadeprevisãoautomática
de derrames no mar através da ligação a serviços automáticos de vigilância
marítimaexistentes,comooCLEANSEANETdaEMSA.
Apesar das inúmeras mais-valias desta plataforma, tanto do ponto de vista
operacional como tecnológico, é ainda um projeto em desenvolvimento. Por
enquanto, a MARPOCS apresenta-se como uma plataforma não testada nem
validadaecomlimitaçõesaindaporresolver.Como,porexemplo,ofactodenãose
encontrarcobertatodaaáreamarítimaabrangidapeloacordo,incluindoaregião
doarquipélagodosaçores.
65
Capítulo4–AnálisedoModelodeDerivadoInstitutoHidrográfico
4.1 OrigemdomodeloDERIVA
Foi com o objetivo de prever as trajetórias de deriva de náufragos, no
âmbitodoSAR,queaDivisãodeOceanografia(DO)doIHiniciouoseupercursona
criaçãodeummodelopróprioparacálculodederivasuperficial,omodeloDERIVA.
Para melhor compreender as origens e o percurso do modelo apresentado, a
procurámosasinformações,porviadecorreioeletrónico,comaDoutoraCatarina
Clemente, uma das colaboradoras no desenvolvimento do modelo na sua fase
inicial.
O Modelo segue uma física simples, assente no cálculo da corrente de
superfície baseada na dinâmica da Espiral de Ekman.O algoritmodoModelo de
DerivadoIH,écorridonosoftwaredecálculonuméricoMathWorks(MATLAB)e,
ao longo dos anos, sofreu diversas atualizações, sendo possível reconhecer três
estágiosprimordiais.
(1) A versão inicial doModelo era bastante primitiva. O cálculo da deriva
estavacondicionadoaoscoeficientesdeatritodeumaembarcaçãoàvela
eosdadosdevelocidadeedireçãodoventoutilizadosparaoscálculos
tinhamde ser inseridosmanualmente no código de cada vez que este
era aplicado. Além disso, o algoritmo era apenas capaz de calcular a
derivaparaumpontoinicial.
(2) O marco seguinte na evolução do Modelo deu-se aquando do
desaparecimentodeumpraticantedewindsurf juntoàBaíadeCascais,
encontradotrêsdiasmaistardeaolargodoCaboEspichel.Nessaaltura,
foram introduzidos alguns parâmetros de corrente costeira e
introduzidososcoeficientesdeatritoassociadosaumapranchadesurf.
(3) Oúltimograndemarcoimpulsionadordemelhoriasnomodelodecorreu
do grande derrame de hidrocarbonetos causado pelo navio mercante
“Prestige”,petroleirode243metros,quetransportava77000toneladas
de fuel, ao largo do Cabo Finisterra, em novembro de 2002 (Ezequiel,
2003). Este acidente foi acompanhado de perto pelo IH, tendo sido
criada uma estrutura operacional interna unicamente “destinada a
66
assegurar a aquisição, processamento, produção e disseminação de
informaçãotécnico-científica”(Ezequiel,2003).
Ilustração17-Afundamentodonaviomercante"Prestige",em05/07/2017[Fonte:Worldpress,2015]
DaaplicaçãodoModeloem(3),apesardeseterconseguido“deumaforma
operacional,disponibilizarprevisõesdederivaemcurtointervalodetempo,com
resultados bastante positivos no respeitante ao rigor das previsões” (Ezequiel,
2003),foramdetetadasalgumaslimitaçõeseintroduzidassignificativasmelhorias:
• Criação da interface em MATLAB, deixando de ser necessário a
introduçãodasvariáveisdiretamentenoalgoritmo;
• Definidosmaistiposdeobjetosderivantes,passandoaserpossível
escolher entre: Objeto desconhecido, Derrame de óleo, Veleiro,
Homem nomar, Superfície vélica e imersamuito baixa, Superfície
vélicasuperioràimersaeSuperfícievélicainferioràimersa;
• Desenvolvida ferramenta de leitura automática dos dados de
velocidadeedireçãodoventofornecidospeloInstitutoPortuguêsdo
MaredaAtmosfera(IPMA);
• Apresentaçãodeprognósticodeprevisãodederivaparatrêsdias.
Posteriormente, não foram realizadas mais alterações ao modelo. O
algoritmoutilizado,atualmente,datadejunhode2003sendoapresentadocomoa
versão 1.1. Sendo que ao longo dos seguintes anos, o modelo tem sido alvo de
67
vários testes e validações permitindo conferir ao modelo um grau de confiança
razoável.
4.2 ÂmbitodoModelo
O Modelo de Deriva do IH é aplicado em dois âmbitos distintos. É,
obviamente, aplicado no âmbito do combate à poluição do mar por
hidrocarbonetos,nocálculoeprevisãodederivadasmanchas.E,principalmente,
sendoesteooriginadordomodelo,noâmbitodaBuscaeSalvamentoMarítimo.
Não descurando a importância dos derrames de hidrocarbonetos, o
principal âmbito do Modelo de Deriva do IH, e mais solicitado, é o da Busca e
SalvamentoMarítimo.OSistemaNacionalparaaBuscaeSalvamentomarítimo,é
responsável pela salvaguarda da vida humana no mar, sendo esta uma
responsabilidadedeâmbitonacionaleinternacional,doEstadoPortuguês16.Neste
sentido,o IHasseguraumserviçopermanenteparaocálculodaderiva,capazde
disponibilizar a qualquer altura produtos para toda a ZEE. Os derrames de
hidrocarbonetos apresentam efeitos devastadoras, contudo, nenhum superior à
perdadevidashumanas.
Ilustração18-CentrodeCoordenaçãodeBuscaeSalvamentoMaritimodeLisboa(emcima)eáreadasRegiõesdeBuscaeSalvamentoNacionais–SRRLisboaeSRRSantaMaria(em
baixo)[Fonte:Marinha,2017]
16Decreto-Leinº15/94,de22deJaneiro
68
Emambasasaplicações,ainformaçãooriundadoIHédisponibilizadapara
o centrode coordenaçãodebuscae salvamento17 (MaritimeRescueCoordination
Center (MRCC)) com jurisdição sobre a zona do incidente que por sua vez a
distribui pelas restantes entidades envolvidas. O fornecimento dessa informação
aos condutores das ações (SAR e de combate à poluição) é fundamental e
indispensável. A informação disponibilizada tem de ser rápida e fidedigna, dado
que detém um elevado impacto no decorrer da missão pois influencia aspetos
como a escolha dosmeios, amovimentação dosmeios, o tempo disponível para
atuare,fundamentalmente,odesfechodaação.
Importareconhecerarelevânciadasáreasdeatuaçãodomodeloaanalisar
e constatar que se trata de áreas sensíveis, de interesse a nacional, das quais
podemresultarimpactosdevastadorestantoanívelhumano,noâmbitodaBuscae
SalvamentoMarítimo,comoanívelambiental,económicoesocial,noâmbitodos
derramesdehidrocarbonetosnomar.
4.3 AplicaçãodoModelo
Noâmbitodocombateàpoluiçãodomarporhidrocarbonetos,ocálculoda
deriva é, salvo raras exceções18, solicitado pelo MRCC Lisboa ou Delgada no
seguimentodaativaçãodeummecanismodealerta.Osmecanismosdealertapara
acidentes desta natureza podem advir de diversas entidades e circunstâncias:
podem resultar de voos de patrulhas das aeronaves da Força Aérea Portuguesa
(FAP), de avistamentos por parte da aviação civil, por embarcações de pesca ou
recreioedosistemadealertasdoprogramaCleanSeaNetdaEMSA(umsistemade
monitorização satélite que assegura uma cobertura contínua sobre a europa19)
(AMN,s.d.).
17OsMRCC’sLisboaeDelgadaassimcomoComandodeOperaçõesMarítimas(COMAR)acumulamafunçãodeentidadenacionalquerecebeosalertasnacionaiseinternacionaisparaderramesdehidrocarbonetos.Sãoexemplo,osrelatosdederramefornecidospelaAgênciaEuropeiadeSegurançanoMar(EMSA),noâmbitooprogramaCleanSeaNet.18Ocálculodaderivapodesersolicitadonoâmbitodeexercíciosdevalidaçãodemodelose/ouemexercíciosdetreino.19NoanexoXXdapresentedissertaçãoencontra-seumexemplardeumrelatóriodealertadoCleanSeaNet.
69
UmavezrecebidoumalertanoMRCC,estecontactacomoIHesolicitauma
previsão de deriva. Este pedido deve vir acompanhado de um Grupo-Data-Hora
(GDH) do incidente e de uma posição de início do derrame. Com estes dados, o
oficial do IH responsável por assistir aos pedidos de deriva executa os
procedimentosnecessáriosdemodoefetuarocálculodaprevisãodederiva.
Oprocessodeobtençãodaprevisãodederivainicia-secomaobtençãodos
dadosmeteorológicos.Emconcreto,ocampodeventosàsuperfícieatualizadoea
previsão até 72 horas para a posição fornecida. Para tal, os dados são obtidos
atravésdeumprogramadepré-processamento(ferramentadeleituraautomática
dosdadosdevelocidadeedireçãodovento,referidoanteriormente)deondesão
retirados,deficheirosmeteorológicosprovenientesdoIPMA,osdadosnecessários
paraocálculodaprevisão.Osdadosfinaisparainserçãonomodelodaderivasão
apresentadosnumdocumentodetexto(.txt),comomostradonaIlustração19.
Ilustração19–FicheirosobtidosdoprocessamentodosdadosmeteorológicosparaocálculodaDeriva(emcima:Posiçãodoacidente,àesquerda:IntensidadeeDireçãodoventonas
SRRPortuguesas,àdireita:Ficheirodecompilaçãodedadosdeventoparacálculodaderiva)
Encontram-se reunidosos requisitosparautilizaçãodomodelode cálculo
daderiva.Contudo,éaindanecessárioprocederàtranscriçãomanualdosvalores
obtidosparaomodelo(Ilustração20).
70
Ilustração20-ProcessodepreenchimentodoscamposdoModelodeDerivadoIH(à
esquerda:InterfaceinicialdoModelo;àdireita:Interfacedeintroduçãodedados(camposporpreencher),embaixo:Interfacedeintroduçãodedados(comcampospreenchidos)
Decorrente do preenchimento e submissão dos dados, o Modelo efetua o
cálculo. O modelo calcula uma previsão de deriva até 48h com intervalos de 8
horas entre posições estimadas. Os resultados são obtidos, instantaneamente, e
apresentaresultadosemdoisformatos:
• Imagem: Representação geográfica da previsão de deriva do objeto
(posiçãogeográficaaolongodotempo),doventoàsuperfícieedacorrente
à superfície (Intensidade e direção ao longo da trajetória prevista)
(Ilustração21);
• Documento de texto (.txt): Descrição escrita dos resultados, inclui
compilaçãodainformaçãoinicialintroduzidaparacálculodaderiva(Nome
doOperador,tipodeobjetoàderiva,posiçãoinicial,GDHinicialecondições
iniciais de vento) e os resultados da previsão de vento e de corrente à
superfícieem funçãodasposiçõesda trajetóriacalculada,apresentadaem
colunas(Ilustração22).
71
Ilustração21–ApresentaçãodosresultadosdocálculodaderivadomodeloDERIVA,em
formatoimagem
Ilustração22–ApresentaçãodosresultadosdocálculodaderivadomodeloDERIVA,em
formatodocumentodetexto(.txt)
72
Apósobtidososresultados,ainformaçãoéanalisadapelooficialdoIHque,de
seguida, procede ao envio dos mesmos para o MRCC (são enviados ambos os
ficheiros obtidos, a imagem e o documento de texto). Fica assim concluído o
conjuntodeaçõesarealizarpelooficialresponsável.
4.4 MetodologiadoModelo
O Modelo de Deriva do IH é um modelo de partículas bidimensional de
superfícieparaprevisãodetrajetóriadederivadeobjetosnomar.Comoreferido
anteriormente, o algoritmo doModelo calcula a deriva superficial para diversos
objetoscombasenasequaçõesdaTeoriadaEspiraldeEkman,paraocálculoda
correnteedederivasuperficial.Tendencialmente,odesenvolvimentodestetipode
modeloéfeitosegundomódulos.Contudo,importareferirque,omodeloDERIVA,
alémdenão ser compostopormódulos, foi desenvolvido emelhoradode forma
empírica ao longo dos anos. No presente subcapítulo pretende-se abordar os
métodoseformulaçõesutilizadosnoscálculosdomodeloapresentado,abordando
duas componentes: integração da Teoria de Ekman e o cálculo da previsão de
trajetória de deriva. A seguinte abordagem será feita num âmbito geral da
aplicabilidadedomodeloenãorestringidoaouniversodosderramesdeHC.
IntegraçãodaTeoriadeEkman–EspiraldeEkman
As formulaçõesdaEspiraldeEkmandescrevemavelocidadeedireçãoda
correnteaolongodacolunadeágua.OmodelodeEkmanassumequeoefeitoda
forçadoventosobreasuperfíciedaáguaoriginamovimentoaolongodetodauma
colunadeáguauniforme.Essemovimentodevidoaoefeitoda forçadeCoriolisé
deflectido,àsuperfície,45grausparaadireita(nohemisférionorte20)emrelação
àdireçãodovento.Omovimentoinduzidonacamadasuperficialafeta,igualmente,
ascamadasinferiores,sendoqueaenergiadoventosedissipaaolongodacoluna
deágua.AEspiraldeEkmanconsideraqueavelocidadedacorrentediminuicomo
aumento da profundidade, e que o efeito de Coriolis aumenta. A cada camada
20OefeitodaforçadeCoriolisnohemisfériosulprovocadeflexãoparaoladoesquerdo.
73
colocada em movimento, a corrente apresenta progressivamente menor
velocidadeemaiordeflexãoparaadireitaqueacamadaanterior(Thurman,2010).
Ilustração23-EsquemadaEspiraldeEkman[Fonte:THURMAN,2004]
AsequaçõesdeEkmanpermitemobtervaloresdecorrenteederivasuperficial
apartirunicamentedoventoàsuperfície.Noentanto,estasequaçõesapresentam
algumas limitações que por sua vez resultam em condicionantes na aplicação e
resultadosdomodeloDERIVA,taiscomo:
• As equações consideram condições constantes de vento à superfície,
situação rara no meio marítimo. Estas variações meteorológicas podem
resultaremângulosdedeflexão ligeiramentediferentesdosapresentados
entreventoecorrentenacolunadeágua,bemcomonavariaçãodaderiva
superficialdosobjetosemestudo.
• A estabilidade da Espiral de Ekman é também afetada pela variação da
profundidade e pela proximidade a costa. O aumento de fatores
influenciadores e condicionadores, como redução da profundidade,
presençadecorrentescosteiras,demaréoudedesembocaduraderios
Cálculodaprevisãodatrajetóriadederiva
O método utilizado nesta fase de cálculo é simples e está, obviamente,
dependenteaosdadosiniciaisfornecidospeloutilizador.OmodeloDERIVAutiliza
todososdadosintroduzidospeloutilizador(osdadosdevento,otipodeobjetoà
deriva e a posição inicial) e os dados de corrente de superfície posteriormente
calculadosparaobteraprevisãodetrajetóriadederivadoobjetoemestudo.
74
Como referido anteriormente, os primeiros estudos calculavam a deriva de
manchasderramadasatravésdaparametrizaçãodoventoedacorrente(Azevedo,
2010).ÉexatamenteesseoprocessoutilizadonomodeloDERIVA.
Omodeloaplicapercentisde influênciaà intensidadeedireçãodoventoeda
correnteparacálculodaderivaemfunçãodoobjetoselecionadoparaprevisãoda
trajetóriadederiva.Otipodeobjetoàderivaéconsideradoparaaplicaçãodeum
coeficiente empírico que intensifica ou reduz o efeito do vento sobre o objeto à
deriva,emfunçãodaáreavélicaexposta.Seguidamente,atrajetóriaéassociadaà
posiçãoinicialeapresentadaaprevisãodederivadoobjeto.
4.5 Comparaçãocomoutrosmodelos
Demodo a prosseguir a análise domodelo de deriva superficial do IH, e
enquadrar as suas características e resultados no contexto da modelação
operacionalatualmenteexistente,pretende-senopresentesubcapítuloapresentar
uma comparação geral do modelo em estudo com os modelos apresentados no
capítuloanterior.Sendodesalientarqueosdoisprimeiros,osmodelosOILMAPe
OSCAR,sãomodelosreconhecidosinternacionalmente,suportadosporempresase
organizações de renome, sustentados em sistemas modernos em constante
desenvolvimento e melhoramento. Também a plataforma MARPOCS, apesar de
aindaemdesenvolvimento,sendofrutodeumtrabalhointernacionalecoadjuvado
pela contribuiçãodeparceiros comexperiência na áreadamodelação apresenta
condiçõesfavoráveisaodesenvolvimentoeaperfeiçoamentodaplataforma.
Acomparaçãoseráfeitadeacordocomtrêsestágiosfundamentais:
• Acoplaçãodeinformação;
• Aplicaçãodemodeloseformulaçõesnoscálculosdomodelo;
• Apresentaçãodosresultados.
Apesardealtamente interligadaseencadeadas,estasetapasmarcamfasesno
processodemodelaçãoedistinguem-seentresinãosópelosdiferentesníveisde
complexidade, na modelação e computação, como pelos diferentes utilizadores-
alvo. Destacando-se a apresentação de resultados em que a disponibilização e
75
apresentaçãodainformaçãotêmdeseencontraraoalcancedosutilizadoresfinais,
muitasvezestécnicosnãoespecializados.
Acoplaçãodeinformação
Como exposto anteriormente, são vários os fatores que influenciam os
derramesdeHC,quersejamnoâmbitodasalteraçõesfísicasequímicascomono
dapropagaçãoemovimentaçãodamanchadeóleo.Numa situação ideal, seriam
considerados todos os fatores passíveis de serem medidos e registados, no
momento da deteção e alerta de umderrame, nos cálculos domodelo. Contudo,
issotrarianãosóumaumentodacomplexidadedeformulaçãocomoumelevado
pesocomputacional.Situaçãoaevitaremmodelosdeprevisãooperacionalemque,
comojáreferido,sepretenderespostasrápidasecomumgrauderigor,apesarde
elevado,nãocomdemasiadaminúcia.
Nestacomponentedeacoplaçãodeinformação,distinguem-sedoistiposde
informaçõesessenciais:
• Informaçãorelativaaoderrame;
• Informaçãometeorológicaeoceanográficadaáreadoincidente.
No âmbito do primeiro ponto, osmodelosmencionados apresentam todos a
possibilidadealimentarosistemacomasseguintesinformações:
ü Tipo de óleo ou, inclusivamente, identificação do óleo de acordo com
tabelasdedadosdeóleosoficiais21;
ü Quantidadedeóleoderramado;
ü Tipo de derrame: instantâneo ou contínuo; solicitando, caso se aplique, o
fluxodedescarga;
Paralelamente, no modelo DERIVA o cálculo da deriva superficial de uma
mancha de óleo é apenas limitado pela escolha da opção “Derrame de óleo”,
aquandodaescolhadoobjetoàderiva.Paraoefeito,omodeloconsideraquese
trata de um objeto à deriva com uma área imersa muito baixa. Sendo perdida,
nesta fase, apossibilidadede integraçãode informação relativaaoderrameeao
óleo.
21AplataformaMARPOCS,porexemplo,integraumabasededadosdeóleosdaNOAA.
76
Relativamente ao segundo ponto, integração de informaçãometeorológica e
oceanográfica, os modelos apresentados integram combinação de dados
meteorológicoseoceanográficoscomoovento,acorrenteeaagitaçãomarítima.
Como referido anteriormente, a plataformaMARPOCS, por exemplo, permite ao
utilizador selecionar, consoante a área do acidente, o modelo meteorológico a
aplicarnasimulação.
Emcontrapartida,omodeloDERIVAutilizaapenasdadosdeventoque,além
deexigirintroduçãomanual,sãoreferentesapenasàposiçãoinicialdoincidente.O
que significa que ao longo do cálculo da previsão de deriva, omodelo aplica ao
longodatrajetóriacalculadasempreocampodeventos,correspondenteàposição
inicial. Calculando a corrente de superfície a partir do campo de ventos
disponibilizado, e não incluindo a agitaçãomarítima para o cálculo da deriva. A
introdução manual de dados meteorológicos acarreta, ainda, uma demora no
processodecálculodaderiva,bemcomoumaumentodeprobabilidadedeerros
naintroduçãodosmesmos,peloutilizador.
Apósasseguradaaetapadeacoplaçãodeinformação,osmodelosoperacionais
ficamaptos a aplicar os seus algoritmos e efetuar os cálculospara obtençãodas
previsõesoperacionais.
Aplicaçãodemodeloseformulaçõesnoscálculosdomodelo
Esta é a etapa que envolve mais complexidade, pois abrange os modelos e
formulaçõesdesenvolvidosparaintegrarosdadosmeteorológicos,osprocessosde
transformaçãonotransportedoóleoedamancha.Aintegraçãodosprocessosde
transformação nos modelos operacionais tem um grande impacto nos produtos
finaisdosmodelos.Resultandoemmodelosmaiscompletoseconferindo-lhesmais
rigoreaproximaçãoàrealidade.
Nesta fase, apesar de inteiramente relacionadas, distinguem-se duas
componentesimportantesaconsiderar:
• Processosdetransformaçãodoóleo;
• Derivadamancha.
Os modelos apresentados integram processos de transformação do óleo.
Resumindo:
77
ü OILMAP:Evaporaçãoespalhamento,emulsificaçãoeretençãocosteira;
ü OSCAR:Evaporação,espalhamento,dissolução,emulsificaçãoedispersão;
ü MARPOCS:Evaporação,dispersão,espalhamento,sedimentação,dissolução,
emulsificação,dispersãoeretençãocosteira.
A integração destes processos permite aos modelos complementar os
resultados finais com previsões complementares como: alterações de estado da
manchaedoóleo,variaçõesdedensidade,viscosidade,volume,entreoutros.Este
tipodeprevisõestemumgrandeimpactonoapoioàsoperaçõesdecombate,como
na escolha do tipo de dispersante ou do meio de recolha, ambos altamente
dependentesdaviscosidadedoóleo.
Os restantes modelos apresentam todos a capacidade de cálculo da deriva,
transporte ou deslocação damancha. Sendo que, dependendo dos seusmódulos
complementares, o resultado final apresentado é mais básico ou completo.
Podendo resultar na apresentação de previsões de trajetória, estado e área da
mancha, ponto de contacto em terra, análise de sensibilidade dos pontos de
contactomaispróximos,entreoutros.
OmodeloDERIVAnãofoioriginalmenteconcebidoparamodelarderramesde
HC, como tal, o seu algoritmo, não atenta a nenhum processo de transformação
sofridopeloóleoapósumderrame.Apesardedisponibilizaraopção,naescolhado
objetoàderiva,esteserveapenasparacondicionaraparametrizaçãodos fatores
envolvidos, efetua os cálculos considerando as manchas de óleo como uma
partículaemsuspensãonaáguacomumasuperfícieimersamuitobaixa.
Emcenáriosdeoperaçãoanteriores,comofoiocasododerramecausadopelo
naviomercante “Prestige”,demodoacolmatara limitaçãodomodelodeapenas
obter derivas pontuais, foram realizadas previsões através da compilação de
resultados de cálculos simultâneos considerando posições extremas da mancha,
obtidasporobservaçãoaérea.Apresentando-secomoummétodoque, apesarde
requerermaiortempodecálculoeenvolvimentohumano,foicapazderesponder
àsnecessidadeseapresentarresultadosbenéficosparaocontrolooperacional.
Apresentaçãoderesultados
78
A apresentação de resultados é uma componente crucial num modelo
operacionalparaderramesdeHC.UmsistemademodelaçãodederramesdeHC
pode ser capaz de calcular e modelar inúmeros contextos e parâmetros de um
derrame de HC, no entanto, é essencial que os seus resultados sejam
disponibilizadoseapresentadosde formaclaraeobjetiva.Casocontrário,poder-
se-á comprometer a interpretação dos resultados e, consequentemente, o
empenhamento emovimentação dosmeios nas operações de combate. A forma
como os resultados são apresentados tem um grande impacto na condução das
operaçõesdecombate.
Ilustração24-ApresentaçãoderesultadosplataformaMARPOCS[Fonte:MARPOCS,2017]
OsmodelosOILMAPeOSCAR,bemcomo,aplataformaMARPOCSapresentam
os seus resultados de forma interativa e dinâmica, com recurso a softwares SIG.
Estes permitem ao utilizador manipular os dados e a forma como estes são
apresentados, controlarparâmetrose selecionaras camadasde informação,bem
comoavisualizaçãoanimadaemfunçãodotempo(Ilustração24eIlustração25).
79
Ilustração25-ExemplosdeApresentaçãodeResultadosdosmodelosestudados(lado
esquerdo,emcima:modeloOILMAP;ladoesquerdoembaixo:plataformaMARPOCS;ladodireito:modeloOSCAR)
Os resultados do modelo DERIVA já foram apresentados anteriormente
(Ilustração26)e,nestafase,talcomonasanteriores,asdiferençasentreomodelo
DERIVAeosrestantesmodelosésignificativa.
Uma limitaçãodomodeloDERIVAprende-se como facto de nãopermite ao
utilizador a interação com os resultados nem a alteração dos resultados iniciais
paraobtençãodenovasprevisões.Casoseobtenhanovasinformaçõesrelativasao
derramecomo,porexemplo,umaposiçãoatualizadada localizaçãodamanchaé
necessáriorepetir todooprocessodeaplicaçãodomodeloeposteriorenviodos
novosresultados.Contudo,apesardas limitaçõesomodeloDERIVAtemprovado
aolongosercapazdeproduzirresultadoscapazesdeapoiaratomadadedecisão
nocombateàpoluiçãonomar.Demodoaanalisareaferiraimportância,eficiência
e onível de satisfação coma apresentaçãode resultadosdomodeloDERIVA, de
acordocomarealidadeecontextooperacionalemqueéaplicado,foramaplicados
questionáriosaalgunsdosintervenientesdiretosnasaçõesdecombateàpoluição
por HC, como utilizadores diretos da informação fornecida. Os resultados dessa
análiseserãoapresentadosnosubcapítuloseguinte.
Assim,demodoafinalizaracomparaçãodomodeloDERIVAcomosrestantes
modelos é apresentada a Tabela 2 com o resumo das características gerais dos
modelosapresentados.Maisumavez, importareferirasdiscrepânciasexistentes
80
entre osmodelos, tanto a nível tecnológico, computacional, organizacional como
económico.
Ilustração26-ApresentaçãodosResultadosdomodeloDERIVA(ladoesquerdo:imagem,
ladodireito:documentodetexto)
Tabela2–Esquemacomparativodosmodelosestudados
OILMAP OSCAR MARPOCS DERIVA
Acoplaçãode
informação
InformaçãodoDerrame ü ü ü û
Informaçãometeorológicae
oceanográficaü ü ü û
Aplicaçãode
modelose
formulações
Processosdetransformação
doóleoü ü ü û
Derivadamancha ü ü ü ü
Apresentação
deresultados
Referênciageográfica ü ü ü ü
Referênciacartográfica ü ü ü û
Seleçãodainformação
apresentadaü ü ü û
Visualizaçãododerrame
emfunçãodotempoü ü ü û
4.6 OpiniãodosutilizadoresdomodelodoIH
DemodoaconcluiraanálisedomodeloDERIVAprocurou-seinvestigar,junto
dos utilizadores diretos dos resultados do programa, qual a sua apreciação
relativamenteaosresultadosdomodelo.Paraoefeito,foiutilizadaaplataformade
questionárioson-line damarinha portuguesa, e contou-se com a participação de
onze elementos, direta ou indiretamente, ligados à condução de operações de
81
combate à poluição no mar. O grupo de inquiridos incluiu capitães do porto,
elementosdasbrigadasde combate àpoluição e elementosdo SCPM, sendoque
70%doselementosjáconduziuaçõesreaisdecombateàpoluiçãonomar.
Relativamenteao serviçoprestadopelo InstitutoHidrográfico,questionou-se
qual a importância do cálculo da previsão de deriva de uma mancha de óleo
(Ilustração27):
Ilustração27-Importânciadocálculodaprevisãodederivadeumamancha
Amaioria dos inquiridos considerouo cálculodaderivamuito importante e
justificouasuarespostacomoimpactoquetemnamovimentaçãoantecipadados
meiosdecombateenaproteçãodezonassensíveis.
De seguida, procurou-se apurar qual a classificação dada à informação
disponibilizadapelomodelodoIH(Ilustração28):
Ilustração28–ClassificaçãodainformaçãodisponibilizadapelomodelodoIH
Poucoimportante
Dispensável
MuitoImportante
Importante
Irrelevante
0 2 4 6 8 10 12
Comoclassificaaimportânciadocálculodaprevisãodederivadeumamancha?
0 1 2 3 4 5 6
Completa
Suficiente
Incompleta
Desadequada
Comoclassificaainformaçãodisponibilizada?
82
Destavez,asopiniõesdivergiram,apesardeomaiornúmeroderespostas
corresponde à classificação Suficiente (cinco elementos), 45% dos inquiridos
considera a informação desadequada ou incompleta. Na justificação das
classificaçõesforamapresentadosdiversosfatores:
• SuficienteeCompleta–Ainformaçãofoiapontadacomo“útileoportuna”,
sendoaindaconsideradacomo“fulcralnastomadasdedecisão”.Contudo,a
informação foi, ainda, considerada “adequada, no entanto deverá ser
sempre atualizada com as novas tecnologias” e como “informação
geralmentecorretasenãoentrarmoscomfenómenoslocais”;
• Desadequada–Sendoreferidoque“ainformaçãoqueconstadocálculoestá
completa, no entanto não é apresentada de uma forma graficamente
expedita,comoseriadesejadoemsituaçõesdeemergência”eainda“pouco
claraepoucoevidente”;
• Incompleta – Esta classificação deveu-se essencialmente a um fator:
“informaçãonãoéfornecidasobrecartografia,peloquehátodootrabalho
de transpor para saber a que local correspondem as coordenadas e
distânciasàcosta”,“énecessáriotransporparaacartaparaseextrairtodaa
informaçãonecessária;
Posteriormente, foi solicitada a classificação relativamente ao formato da
informaçãodisponibilizada(Ilustração29):
Ilustração29-ClassificaçãodoformatodainformaçãodisponibilizadapelomodelodoIH
0
1
2
3
4
5
6
Desadequadoededifícilinterpretação
Desadequadomasdefácilinterpretação
Adequadoededifícilinterpretação
Adequadoedefácilinterpretação
Comoclassificaoformatodainformaçãodisponibilizada?
83
Nestaquestão,apesardasopiniõesdividiremquantoaofactodeoformatoser
ou não adequado, houve concordância relativamente à difícil interpretação da
informação.Maisumavez foi referidaamais-valiada representaçãocartográfica
daderiva,porformaa“viabilizarumaleiturarápida”,“promoverumatomadade
decisãomaisrápidaeexpedita”.
Porúltimo,averiguou-sequeoutras informaçõesosutilizadoresgostariamde
verdisponibilizadasnosresultadosdomodelo(Ilustração30):
Ilustração30–TiposdeinformaçãoadisponibilizarnomodelodoIH
Nestaquestão,comoseriadeesperar,asinformaçõesde“tempoestimadoaté
terra” e “posição de chegada a terra” foram escolhidas por todos os elementos,
sendo que a informação relativa à “área damancha” também foi escolhida pela
maioria.Sendomencionada,maisumavez,avisualizaçãosobrecartaeletrónicaea
possibilidadedeacessoaosresultadosatravésdeaplicaçãoparatelemóveiscomo
outrasformasdedisponibilizaçãodainformação.
Deummodogeral,apesardeogrupodeinquiridosserreduzido,asconclusões
tiradasforamaoencontrodoesperado.Comprova-seassimque,omodeloDERIVA,
apesar de competente, apresenta uma enorme margem de crescimento e
melhoramento.
0
2
4
6
8
10
12
Áreadamancha Quantidadedeóleo
remanescenteemfunçãodo
tempo(evaporação)
Estadodoóleo(viscosidade)
Tempoestimadoatéterra
Posiçãodechegadaaterra
outros
QueinformaçãogostariadeverdisponibilizadapeloserviçodoIH?
84
85
Capítulo5–DiscussãodeResultados
5.1ResultadosdaAnálisedomodelodederivadoIH
Neste capitulo, pretende-se apresentar as conclusões obtidas da análise,
realizadanocapítuloanterior,aomodelodederivadoIHnoâmbitodatemáticada
modelaçãodederramesdeHC.
Um fator primordial à apreciação do modelo é o facto deste não ser
originalmentedesenvolvidonoâmbitodamodelaçãodederramesdeHC,massim
paraabuscaesalvamentomarítimo,estaparticularidadeexplica,apriori,muitas
daslimitaçõescientificasdomodelobemcomoasgrandesdiferençasparacomos
restantesmodelosapresentados.
Outrofatorimportanteéocontextoorganizacionalemqueomodeloseinsere.
O IH é um órgão da Marinha Portuguesa e apresenta a abrangente missão de
asseguraratividadesrelacionadascomasciênciasetécnicasdomar,naaplicação
militarenodesenvolvimentodopaísnasáreascientificaededefesadoambiente
marinho. As solicitações e empenhamentos do IH são bastantes e implicam a
triagemeestabelecimentodeprioridades.
Emtodososcamposestudados,sãováriasas limitaçõesdetetadas.Omodelo
encontra-sebastanteatrasadoanívelcientificoetecnológico,bemcomoanívelde
procedimentoseapresentaçãoderesultados.
Quantoaomodelo,asmetodologiaseformulaçõesutilizadassão,considerando
aextensãodosprocessosefatoresinfluenciadoresdosderramesdeHCestudados,
demasiadobásicas. Comoexposto, ao longodadissertação, são vários os fatores
que influenciamamodelaçãodederramesdeHC: o tipodeHC, aquantidadede
óleo derramado, as características do derrame, as condições meteorológicas e
oceanográficas,entreoutros.Asalteraçõesfísicasequímicasdamancha,apesarde
apresentaremdiferentesperíodosdeatuaçãoegrausderelevância(Ilustração8)
são demasiado significativas para que sejam completamente suprimidas dos
cálculos,assimcomootipodeóleoeaquantidadedeóleoderramado.Omesmo
acontece com as condições meteorológicas e oceanográficas, como principais
influenciadoras da deriva das manchas, devem alimentar o modelo e os seus
cálculosde formaatualizadaeconstante,aocontráriodeseconsiderarsempreo
86
mesmocampodeventosaolongodeumamesmaprevisão.Estacaracterísticado
modelo, é crítica aquando de alterações meteorológicas, como passagem de
fenómenosquealteremlocalmenteascondiçõessentidaslocalmente.
Na aplicação do modelo e a obtenção dos resultados, apesar de envolver
procedimentos relativamente simples, requerem a intervenção de pessoal
especializadodoIHeaintroduçãomanualdosdadosmeteorológicos,nãosótorna
oprocessoderespostamaislento,comopodeintroduznosresultadosumfatorde
erroassociadoà introduçãomanualdosdados.Neste aspeto, semdúvidaqueas
plataformasdisponíveison-linepermitemnãosóumacessorápido,comotambém
areceçãodiretadeinformaçãometeorológica.
Por último, através da análise dos resultados e da forma como estes são
apresentadosedoapuramentodaopiniãodosutilizadores,concluiu-seque,apesar
deserdisponibilizadaainformaçãoessencial,aapresentaçãodosresultadospode
ser fortemente melhorada de modo a tornar mais fácil a interpretação dos
resultados.Umutilizadorpodenão terconhecimentosaprofundadosna temática
dosHCeseuscomportamentos,contudo,temsesercapazderetirarinformações
necessárias para a condução das operações de combate à poluição do mar de
formarápidaeinequívoca.
Assim, conclui-se que o modelo de deriva do IH se encontra muito
desatualizado e pouco adaptado à realidade e necessidades operacionais do
combate à poluição do mar por HC. No âmbito da modelação de derrames, o
modelo não considera nenhum processo de transformação dos óleos após
derramados,nemnenhumainformaçãorelativaàscircunstanciasdoderrame.Éde
salientar,apertinênciaeo interessedeumarápida intervençãoderestruturação
domodelodoIH.
5.2SugestõesdemelhoriadoModelodeDerivadoIH
Do decorrer da investigação e da análise ao modelo DERIVA, são várias as
limitações detetadas e inúmeras as oportunidades de melhoria identificadas.
Contudo,cientedarealidadeinstitucionaleorganizacional,edaimpossibilidadede
resolução imediata da totalidade das limitações, as sugestões demelhoria serão
87
apresentadas de acordo com duas realidades: sugestões de intervenção
superficiais a curto-prazo e sugestões de intervenção profundas a longo-prazo.
Desta forma, pretende-se encontrar e adaptar soluções passíveis de serem
implementadas, sem que se cinja ao exclusivamente ideal, mais sim às
circunstânciaserecursosexistentes.Nãodesvalorizando,contudo,aimportânciae
necessidadededesenvolvimentoemelhoramentodomodelo.
Sugestõesdeintervençõessuperficiaisacurto-prazo
As seguintes sugestões são apresentadas no sentido de melhorar uma
limitação específica detetada na análise do modelo: difícil interpretação dos
resultados. Esta limitação tem impacto direto na condução e coordenação das
ações de combate à poluição nomar. Assim, demodo completar parcialmente a
informaçãodisponibilizadaeafacilitarasuainterpretação,semque,paratal,seja
necessário um grande empenhamento de recursos, humanos e temporais, são
sugeridasasseguintessugestões:
• Acrescentar,nográficodaprevisãodederiva,arepresentaçãoda linhade
costa. Desta forma, ainda que o modelo não seja indicado para cálculos
junto a costa, permitiria aos utilizadores uma melhor e mais fácil
interpretaçãodosresultados.
• Outra sugestão, seria introduzir uma estima para o tempo de deriva da
mancha até ao contacto com a costa. Contudo, neste caso, devido às
metodologias e formulações do modelo, tal sugestão, além de poder
envolver alguma complexidade computacional, poderá resultar em
resultadosmuitodísparesdarealidade.
Asmedidasapresentadassãoapenassugestõesquevisammitigaraspetosna
apresentação dos resultados, não devendo ser, portanto, consideradas como
prioritáriasoumaispertinentescomparativamenteàsseguintes.
Sugestõesdeintervençõesprofundasalongo-prazo
Decorrente do estudo das características e condicionantes damodelação de
derramesdeHC,doestadodaartedosmodelosoperacionaisapresentadosedas
necessidades e preferências dos utilizadores, é possível delinear parâmetros e
88
característicasgeraisparaarestruturaçãoemelhoramentodomodeloDERIVA,no
sentidodeseenquadrarnoâmbitodamodelaçãodederramesdeHCedoapoioàs
operaçõesdecombateàpoluiçãodomar.
Dopontodevistatécnico,acapacidadeparaintegrareprocessar,pelomenos,o
seguinte:
• Informação relativa ao derrame: o tipo de óleo, a quantidade de óleo
derramadoeotipodederrame(instantâneooucontínuo);
• Informaçãometeorológicaeoceanográficadaáreadoincidente,através
dereceçãodiretaecontínuadedadosdemodelosmeteorológicos,pelo
menosoventoeagitaçãomarítima;
• Processos de transformação do óleo e da mancha derramada, pelo
menososprocessosde:evaporaçãoeespalhamento.
Dopontodevistaoperacionalefuncional,omodelodevecapazdecalcular:
• Aprevisãodederiva;
• Aáreadamancha;
• Otempoestimadoparaatingiracosta;
• Aposiçãoestimadadecontactocomterra.
Relativamente à apresentação de resultados, é importante considerar os
fatores estudados e apurados ao longo da investigação, como a representação
cartográfica,sendoquenãodevemserdispensadasasseguintescaracterística:
• Utilizaçãodecartaeletrónica;
• Representaçãodatrajetóriadederiva
• Identificaçãodepontosezonassensíveis,comoaszonasprotegidaseas
zonasturísticas;
As ferramentasSIGsãoumaótimaopçãoparaeste tipodemodelos, tendoa
capacidadedecompilarainformaçãoporcamadaeapresentá-ladeacordocomas
necessidadesdoutilizador.
89
Capítulo6–ConclusõeseRecomendações
6.1 Análisesumáriadotrabalhorealizadoetrabalhosfuturos
Faceaotrabalhoefetuado,considera-sequeosobjetivospropostosforam,na
suamaioria,alcançadosdeformasatisfatória.Considera-se,ainda,queasquestões
deinvestigaçãolevantadasforamadequadasepertinentesaodesenvolvimentoda
presentedissertação,permitindoreunirinformaçãoquecontribuiuparaalcançaro
objetivoprincipaldainvestigação.
Asquestõesdeinvestigaçãoderivadasforamtrabalhadasaolongodetodada
dissertação:
1. QuaisasproblemáticasenvolvidasnamodelaçãodederramesdeHC?No iníciododesenvolvimentodapresentedissertação,aanáliseeestudodos
HC e as suas características foram o primeiro objeto de estudo. Esse estudo,
permitiu aprofundaros conhecimentos sobre amatéria, as suas características e
processos de transformação, com referência ao contexto operacional. Esta fase
mostrou-se fundamental para consolidar a assimilação das relações entre as
característicaseosprocessosdetransformaçãodecorrentesdeumderrame.
Uma particularidade na modelação de derrames de HC são as variantes
associadasaoóleo.O factodesetratardeumasubstâncianoestado líquido,que
implica uma forma física variável e inconstante, e de as suas diversas
características (densidade, viscosidade, ponto de inflamação, solubilidade, etc.)
seremtodasinfluenciadoraecondicionadorasdosprocessosdemodelação.
2. QuaisasparticularidadesdamodelaçãodederramesdeHC?Seguidamente, foi aprofundada a temática damodelação de derrames deHC.
Desta vez, com o objetivo de estudar e analisar a integração dos processos de
transformaçãodoóleonasformulaçõesemodelaçõesutilizadasedeapresentaro
estadodaartedosmodelosoperacionaisdereferêncianamodelaçãodederrames
deHC.Permitindoaferiracomplexidadedamodelaçãoereunirosconhecimentos
e os termos de análise para enquadramento do modelo do IH, no âmbito do
objetivodadissertação.
90
AsexigênciasdamodelaçãodederramesdeHCnãodevemserdescoradas.
A influência dos fatores meteo-oceanográficos, e consequentes processos de
transformação (evaporação, espalhamento, emulsificação, etc.) são fatores
decisivos e preponderantes no movimento e deriva sofridos pela mancha. No
processo de modelação de HC é fundamental que estes processos sejam
consideradosequeosincluamnosmodeloseformulações.
3. Qualahabilitaçãodomodelodeprevisãodederivasuperficialdo IHnocontextodamodelaçãodederramesdeHC?
Nesteâmbito,foiconduzidaumaanálisedetalhadaaomodelodoIH,orientada
a diferentes categorias, averiguando as origens, as metodologias e formulações
utilizadas, em intersecção com todo o conhecimento adquirido ao longo estudo
anteriormentedesenvolvido.Sendodesalientaracomparaçãodomodelocomos
modelosoperacionaisdereferênciaapresentados,deonderesultouaidentificação
de diversas lacunas e limitações na aplicabilidade no modelo no âmbito da
modelaçãodederramesdeHC.
Omodeloécapazdeapresentarumaprevisãodederiva,noentanto,noâmbito
da modelação de derrames de HC, não incorpora nenhum processo de
transformaçãoneminformaçãododerrame,limitandoaviabilidadeerealidadede
informaçãodisponibilizada.
4. De que forma a apresentação resultados do modelo de derivasuperficialdo IHsatisfazemasnecessidadesnacionais,noâmbitodo
combateàpoluiçãodomarporHC?
Demodoareunir informaçãopararesponderàquestãoderivada foiaplicado
um questionário a utilizadores dos resultados do modelo do IH, envolvidos na
coordenação e condução de ações de combate à poluição no mar. Da análise,
concluiu-se que, de um modo geral, o modelo satisfaz as necessidades dos
utilizadores, pois é capaz de apresentar uma previsão de deriva, contudo os
resultadosforamapontadoscomodedifícilinterpretação.
91
5. Como colmatar as suas vulnerabilidade e quais as oportunidades demelhoria do modelo para adaptação ao contexto da modelação de
derramesdeHC?
Através dos estudos realizados, dos conhecimentos adquiridos ao longo do
desenvolvimentodadissertaçãoedoestudodos resultadosdaanálisedetalhada
realizada ao modelo, foi possível identificar as vulnerabilidades do modelo e
estabelecer propostas de melhoria, incluindo a apresentação de sugestões de
intervençõessuperficiaisacurto-prazoedeintervençõesprofundasalongo-prazo.
A resposta a todas as questões derivadas constituiu uma forma de concluir
sobreaquestãodeinvestigaçãoprincipal:-Dequeformaseenquadraomodelode
previsãodederivasuperficialdo IHnoâmbitodamodelaçãodederramesdeHC
nomar?
• OmodelodederivadoIH,nãoseenquadranascaracterísticasepadrõesde
desenvolvimentodossistemasdemodelaçãodederramesdeHC.Omodelo
do IH encontra-se muito desatualizado e nada adaptado à realidade da
modelaçãodederramesdeHC.
Emsuma,osresultadosobtidos,constituemumarampadelançamentoparao
desenvolvimentoemelhoramentodoprogramadederivasuperficialdo Instituto
Hidrográfico,atendendoaospadrõesdedesenvolvimentotecnológicosecientíficos
atuais e às necessidades dos coordenadores nacionais das ações de combate à
poluiçãodomarporhidrocarbonetos.
92
93
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Apêndice
Apêndice1-Questionárioon-line
99
Anexo
AnexoA-ExemplardorelatóriodoCleanSeaNet