Priorização de Sistemas de Monitoramento Acústico ...

XL ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO “Contribuições da Engenharia de Produção para a Gestão de Operações Energéticas Sustentáveis”

Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil, 20 a 23 de outubro de 2020.

Priorização de Sistemas de Monitoramento

Acústico Submarino Utilizando o Método AHP

Marcela Stein (Instituto de Pesquisas da Marinha)

[email protected]

Gabriel Martins Soares (Instituto de Pesquisas da Marinha)

[email protected]

William Soares Filho (Instituto de Pesquisas da Marinha)

[email protected]

Cátia Galotta Martins da Silva (Instituto de Pesquisas da Marinha)

[email protected]

Esse trabalho tem como objetivo avaliar e classificar os tipos de

sistemas de aquisição de dados acústicos submarinos utilizados no

Projeto de Monitoramento da Paisagem Acústica Submarina na Bacia

de Santos (PMPAS-BS). Para isso, é utilizado o método de auxílio

multicritério à decisão AHP. O estudo é realizado da perspectiva da

área de processamento de sinais do projeto, analisando aspectos como

a quantidade de dados disponível, sua qualidade e distribuição no

tempo e no espaço, dentre outros. A análise permitiu a priorização

hierárquica dos sistemas, quando considerados os critérios utilizados e

pode ser uma referência para futuras tomadas de decisão no projeto.

Palavras-chave: Apoio Multicritério à Decisão, Método AHP,

Monitoramento acústico submarino, Sistema de aquisição de dados.



1. Introdução

A paisagem acústica é definida pelo somatório dos sons naturais com os sons artificiais de um

determinado ambiente (VILAS BOAS, 2019). Para Ramos, Minello e Xavier (2019) a

composição da paisagem acústica de um ambiente é estimada através da biofonia (sons de

origem biótica), geofonia (sons de origem abiótica) e antropofonia (sons causados pela

atividade humana). O conjunto desses elementos formam uma assinatura acústica única para

cada ambiente. Segundo Jesús, Minello e Xavier (2019), através do monitoramento acústico é

possível analisar como a alteração de um dos elementos pode causar modificações no

ecossistema e consequentemente danos para o meio biótico.

Dentro deste contexto, o Projeto de Monitoramento da Paisagem Acústica Submarina na

Bacia de Santos (PMPAS-BS) se apresenta como uma medida de monitoramento e controle

no âmbito do processo de licenciamento ambiental do Desenvolvimento da Produção e

Escoamento de Petróleo e Gás Natural do Polo Pré-Sal da Bacia de Santos. O PMPAS-BS é

um projeto que visa ao monitoramento dos aspectos ambientais geradores de ruídos acústicos

submarinos decorrentes das atividades de Exploração e Produção (E&P) na região do pré-sal

da Bacia de Santos. O projeto tem como objetivo suportar o acompanhamento dos impactos a

partir da caracterização da paisagem acústica submarina e comportamento dos níveis de ruído

submarino ao longo do tempo. O PMPAS-BS é realizado pela PETROBRAS por meio de

empresas prestadoras de serviços e de parceria com o Instituto de Pesquisas da Marinha

(IPqM), responsável pela aquisição de dados em águas costeiras, bem como pela análise e

interpretação de todos os dados acústicos coletados pelo projeto.

No PMPAS-BS, para obter os dados que caracterizem a paisagem acústica na Bacia de

Santos, são utilizados sistemas acústicos organizados em duas abordagens: monitoramento

móvel, realizado através de gliders (equipamento de navegação autônoma) e perfiladores

acústicos de livre deriva; e monitoramento fixo, efetuado por meio de Observatórios

Submarinos (OS) e Linhas de Fundeio Instrumentadas (LFI).

Cada equipamento acústico possui características distintas entre si. Sendo assim, há inúmeras

variáveis que podem ser observadas nas diferentes abordagens de monitoramento quando se

busca a eficiência e a eficácia dos esforços, tais como: custo de operação, tempo de coleta de

dados, espaço de amostragem alcançado pelo sensor, quantidade de campanhas com dados

corrompidos ou com falhas, impactos ambientais causados pelo monitoramento, entre outras.

O IPqM realiza uma parte do PMPAS-BS. Para atingir as metas estipuladas, o instituto

organizou internamente o projeto em uma estrutura analítica de alto nível, apresentada através



de atividades de gerenciamento do projeto e 4 (quatro) componentes específicos de atuação

(áreas). A área que possui relação direta com os dados obtidos pelos sistemas acústicos é a

área de processamento de sinais.

O objetivo específico desse artigo é apresentar um estudo utilizando um processo de análise e

tomada de decisão, através de ferramentas de auxílio multicritério à decisão, para avaliar e

classificar os tipos de sistemas de aquisição de dados acústicos utilizados no PMPAS-BS e,

assim, definir qual apresenta o melhor benefício à área de processamento de sinais. O método

escolhido para realizar esta tomada de decisão é o método Analytic Hierarchy Process (AHP).

Foram considerados neste primeiro estudo aspectos que avaliam a disponibilidade de dados

adequados para as atividades da área de processamento de sinais, como a quantidade de dados

disponível, sua qualidade e distribuição no tempo e no espaço, dentre outros. Não foram

levados em conta outros aspectos como custo de operação e impactos ambientais causados

pelo próprio monitoramento, além de vários outros que poderiam contribuir para uma

avaliação mais completa do projeto.

2. Referencial Teórico

2.1. Abordagens de monitoramento

O projeto conta com duas abordagens de monitoramento distintas, com o propósito de realizar

medições de ruído acústico submarino na Bacia de Santos e regiões costeira adjacentes, para

caracterizar a paisagem acústica nos diferentes ambientes marinhos da área de estudo. Estas

abordagens fazem uso de equipamentos específicos e adequados às características ambientais

e aos propósitos de aquisição de dados do projeto (PETROBRAS, 2017; PETROBRAS, 2018;

PETROBRAS, 2019). Para esta seção, foram utilizados os relatórios técnicos do projeto para

obter um melhor entendimento de cada abordagem de monitoramento, tipo de equipamento e

características dos sistemas acústicos.

2.1.1. Monitoramento móvel

2.1.1.1 Gliders

Os gliders são veículos submersíveis autônomos – VSA (AUV – Autonomous Underwater

Vehicles), controlados remotamente por satélite, sendo capazes de mergulhar a profundidades

de até 1.000 metros e de seguir rotas programadas pelo usuário. No projeto é usado o modelo

Seaglider, fabricado pela Kongsberg, equipado com um equipamento para monitoramento

acústico passivo (PAM, do inglês Passive Acoustic Monitoring), que é programado para



adquirir os dados acústicos recebidos por hidrofone e sistema de aquisição. O PAM

permanece ligado apenas durante o período de descida dos mergulhos e encerra sua gravação

ao fim dele.

Os gliders usados no projeto se encontram em águas oceânicas e estão programados para

realizar até cinco mergulhos por dia, porém realizam gravações em apenas dois ou três deles,

sendo os demais utilizados para ajustar sua posição de modo a se manter dentro da rota

programada, deste modo limitando sua área de atuação. Os mergulhos gravados têm duração

de aproximadamente 3 horas e os dados são obtidos com uma frequência de amostragem de

128 kHz, disponibilizando assim uma faixa de análise entre 10 Hz e 64 kHz.

Ao final da missão, que pode durar entre 30 e 60 dias, limitada pela capacidade de suas

baterias e memória, uma embarcação recupera o glider em seu ponto de emersão e realiza a

sua recuperação. Os arquivos de áudio são armazenados internamente e só ficam disponíveis

com a recuperação do glider. Normalmente o glider é substituído no momento da sua

recuperação, de modo a sempre haver um glider em funcionamento na água.

2.1.1.2. Perfiladores acústicos de livre deriva

O equipamento utilizado é o PABLO (do inglês, Profiling Acoustic Buoyant Lagrangian

Observing system), que é um derivador lagrangiano oceânico descartável, fabricado pela

MetOcean. Este equipamento deriva com as correntes e foi concebido para adquirir dados

acústicos em perfis de até 1.000 m de profundidade, através do controle de sua flutuabilidade.

Sua operação consiste em ciclos de descida, deriva submersa em uma profundidade de

estacionamento e subida realizando janelas acústicas programadas e transmissão de dados via

satélite, a cada emersão.

Para cada janela acústica realizada nas profundidades programadas, o sistema de aquisição

presente no perfilador obtém um minuto de gravação. O próprio equipamento processa as

séries temporais destas janelas acústicas e gera os parâmetros acústicos e espectrais que são

enviados por satélite a cada emersão

Estes equipamentos ficam à deriva em águas oceânicas, transmitindo os sinais enquanto

estiverem funcionais (vida útil média de 6 meses), não sendo recuperados após o período de

funcionamento. A cada 3 meses é realizada uma campanha para o lançamento de 10 novos

perfiladores. Cada equipamento realiza a gravação de 1 minuto de sinais acústicos em 5

profundidades diferentes em cada mergulho, efetuando até 2 mergulhos por dia. As gravações

são obtidas com uma frequência de 20 kHz, disponibilizando uma faixa de análise de 10 Hz



até 10 kHz, porém, os dados transmitidos são apenas os parâmetros acústicos e espectrais, não

ficando disponíveis os sinais acústicos.

2.1.2. Monitoramento fixo

2.1.2.1. Monitoramento fixo costeiro

Os Observatórios Submarinos (OS) são sistemas de gravação de sinais acústicos instalados

por meio de poitas no fundo do mar em regiões costeiras na Bacia de Santos e são operados

pelo Instituto de Pesquisas da Marinha. Os equipamentos utilizados são os SAASS (Sistema

Autônomo de Aquisição de Sinais Submarinos), gravadores autônomos fabricados pelo

próprio IPqM e programados para gravar o sinal acústico no meio de forma contínua.

No projeto, esses equipamentos estão instalados em 3 pontos distintos, próximos a áreas de

alta movimentação de embarcações, e gravam os dados com uma frequência de amostragem

de 48 kHz, disponibilizando uma faixa de análise de 10 Hz até 24 kHz. A sua recuperação e

troca é realizada por mergulhadores, com intervalo da ordem de 45 a 60 dias.

2.1.2.2. Monitoramento fixo oceânico

As Linhas de Fundeio Instrumentadas (LFI) consistem em linhas presas no fundo do mar a

poitas, por meio de liberadores acústicos, e terminando em uma boia submersa de flutuação, a

cerca de 50 m de profundidade.

No projeto são utilizadas 6 linhas, situadas em águas oceânicas com profundidades locais que

variam de 1.100 até 2.800 metros, com equipamentos de monitoração acústica instalados nas

profundidades de 50, 200 e 950 metros. Estes equipamentos realizam gravações no modo

pulsado, sendo programados para a gravação de 1 minuto de sinal a cada 10 minutos, com

uma frequência de amostragem de 64 kHz, disponibilizando assim uma faixa de análise de 10

Hz até 32 kHz. O período de recuperação das linhas é da ordem de seis meses.

2.2. Decisão multicritério - Analytic Hierarchy Process

O método de tomada de decisão AHP (Analytic Hierarchy Process) foi desenvolvido pelo

matemático americano Tomas L. Saaty, no final da década de 1960. Esse método tem como

objetivo auxiliar na tomada de decisão sobre problemas do cotidiano e é conhecido pela

facilidade de aplicação por trabalhar com variáveis tangíveis, intangíveis e variáveis

conflitantes (BRIOZO; MUSSETI, 2015).



A metodologia AHP é organizada em três etapas: estruturar o problema em nível hierárquico,

definir a prioridades e, por fim, realizar consistência lógica (TONA et al., 2017).

2.2.1. Estruturação em níveis hierárquicos

A atividade mais difícil na tomada de decisão é definir quais são os fatores mais relevantes na

definição do problema. Por isso, na primeira tarefa do método AHP, deve-se organizar esses

fatores em estruturas hierárquicas, incluindo as informações que sejam mais importantes para

compreender o problema a ser estudado (SAATY,1990). Nessa mesma etapa, é fundamental

selecionar os tomadores de decisão, levando em conta a experiência e qualificação, a fim de

garantir confiabilidade no estudo realizado (LUCENA; MORI, 2018).

A estrutura hierárquica é dividida da seguinte forma: no primeiro nível, é descrita a meta de

decisão que se entende como o objetivo do problema; no segundo nível são apresentados os

critérios e, caso necessário, são incluídos os subcritérios; no último nível são apresentadas as

alternativas (SOUZA et al., 2019).

Figura 1 – Estrutura Hierárquica

Fonte: TONA et al., 2017

2.2.2. Definição da prioridade

A segunda etapa consiste na comparação, par a par, dos elementos de um mesmo nível

hierárquico, com o intuito de observar a importância desse elemento em relação a outro

(LUCENA; MORI, 2018), ou seja, cada alternativa deverá ser comparada, duas a duas, em

relação a cada critério definido, assim como cada critério deverá ser avaliado em relação ao



objetivo da decisão. Com a comparação dos critérios, seus pesos são determinados. Os

elementos são comparados utilizando a escala fundamental de Saaty, que varia de 1 a 9,

conforme apresentado na Tabela 1 – Escala de julgamento de importância, e após a

comparação é gerada uma matriz quadrada, denominada Matriz de Comparação Pareada

(LOREIRO; GOLDMAN; NETO, 2018).

Tabela 1 – Escala de julgamento de importância

Fonte: Briozo e Musetti (2015)

2.2.3. Consistência lógica

Segundo Saaty (1990), um decisor, mesmo sendo um especialista no assunto, está sujeito a

cometer pequenos erros de julgamento, podendo fazer com que a matriz de julgamentos,

mesmo que recíproca, não seja mais consistente. Para garantir que este problema não ocorra, é

calculado o índice de consistência da matriz de julgamentos.

Para calcular o índice de consistência, deve-se normalizar a Matriz de Comparação Pareada

através da divisão dos valores dos pesos de julgamento pelo somatório de cada coluna da

matriz. Em seguida, é calculado o vetor de Eigen, que consiste na média de cada linha da

matriz normalizada. Cada valor do vetor de Eigen é multiplicado pelo total de cada coluna da

matriz de julgamentos e, do somatório deste novo vetor, se obtém o número principal de

Eigen (GODOI, 2014).

Intensidade de Importância Termos Verbais Explicação

1 Mesma impotância As duas atividades contribuem igualmente para

o objetivo

3 Importância pequena

de uma sobre a outra

A experiência e o julgamento favorecem

levemente uma atividade em relação a outra

5 Importância grande ou

essencial

A experiência e o julgamento favorecem

fortemente uma atividade em relação a outra

7 Importância muito

grande ou demonstrada

Uma atividade é muito fortemente favorecida

em relação a outra; sua dominação de

importância é demonstrada na prática

9 Importância absoluta A evidência favorece uma atividade em relação

a outra com o mais alto grau de certeza

2, 4, 6, 8 Valores intermediários

entre os valores

adjacentes

Quando se procura uma condição

decompromisso entre duas definições



Segundo Saaty (2013) o índice de consistência (IC) é calculado pela fórmula:

𝐼𝐶 = 𝜆𝑀𝑎𝑥 − 𝑛

𝑛 − 1

onde IC é o índice de consistência, 𝜆𝑀𝑎𝑥 é o número principal de Eigen e n o número de

critérios. Após calcular o IC deve-se calcular a razão de consistência (RC), dividindo o IC

pelo índice de consistência randômico (IR), ilustrado na Tabela 2.

Tabela 2 – Consistência Randômica (IR)

Fonte: Modificada de Saaty (2013)

Se o valor do RC for menor que 0,1 (10%), a matriz é considerada consistente.

3. Estudo de caso

Para realizar o estudo de caso, foi necessário entender o funcionamento da área de

processamento de sinais e sua importância no âmbito do projeto. A partir dessa necessidade,

compreendeu-se que a área consiste em realizar atividades de recebimento e processamento

de dados acústicos e dados complementares fornecidos pela Petrobras e pelo IPqM, além da

elaboração de Relatórios Técnicos.

Em seguida, foram identificados os principais objetivos dessa área, ilustrados na Tabela 3.

Cabe ressaltar que os objetivos não foram listados por ordem de prioridade.

no

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

IR 0 0 0,52 0,89 1,11 1,25 1,35 1,4 1,45 1,49 1,52 1,54 1,56 1,58 1,59



Tabela 3 – Objetivos da área de processamento de sinais

Fonte: Autores

Para o cumprimento do Objetivo 1, são necessários os valores de SPL nos filtros de 1/3 de

oitava centrados nas frequências de 63, 125, 500 e 1.000 Hz, medidos em diferentes posições

e tempos na região oceânica que se pretende caracterizar. Para o Objetivo 2, os mesmos

parâmetros espectrais são usados, mas com medições ocorrendo na região costeira desejada.

O Objetivo 3 usa o espectro de 1/3 de oitava na faixa de frequência de 10 Hz a 10 kHz,

integrando sua energia ao longo de cada dia para obter o SEL 24h. Para os Objetivos 1, 2 e 3,

são usadas apenas informações de energia do sinal, não havendo necessidade da gravação do

áudio. Para os Objetivos 4, 5 e 6, os eventos citados correspondem a sinais com duração

limitada no tempo, sendo necessária a análise do sinal de áudio para sua detecção.

Nº Objetivo Descrição do Objetivo Informação complementar

1º Objetivo Caracterizar a paisagem acústica de

forma temporal e espacial em águas

oceânicas

Cálculo de SPL[1] nos filtros de 1/3 de

oitava centrados nas frequências de

63 Hz, 125 Hz, 500 Hz e 1000 Hz

2º Objetivo Caracterizar a paisagem acústica de

forma temporal e espacial em aguas

costeiras

Cálculo de SPL[1] nos filtros de 1/3 de

oitava centrados nas frequências de

63 Hz, 125 Hz, 500 Hz e 1000 Hz

3º Objetivo Caracterizar os níveis de SEL 24h[2]

através do somatório do SPL por 24h

de forma temporal e espacial

Faixa de análise de 10 Hz a 10 kHz

Misticetos: faixa de análise até 2 kHz

Odontocetos (assobios): faixa de

análise até 30 kHz

5º Objetivo Detectar e caracterizar ruídos de

embarcações nas faixas de interesse do

projeto

Faixa de análise até 5 kHz

6º Objetivo Detectar e caracterizar ruídos de

sísmicas

Faixa de análise até 1 kHz

4º Objetivo Detectar ruídos de vocalização para

apoiar o Projeto de Monitoramento de

Cetáceos (PMC)[3]

[1] SPL, do inglês Sound Pressure Level, é o nível da pressão sonora calculado como a energia média do sinal em um intervalo de tempo, que no caso do PMPAS-

BS foi de um minuto.

[2] SEL 24h, do inglês Sound Exposure Level, é a energia total acumulada no intervalo de 24 horas.

[3] Projeto da Petrobras que tem como objetivo principal avaliar os potenciais impactos das atividades de produção e escoamento de petróleo e gás natural do

polo pré-sal da Bacia de Santos sobre os cetáceos



Com os objetivos da área esclarecidos, foi realizada uma análise comparativa das

características técnicas dos quatro sistemas acústicos utilizados no projeto (Tabela 4).

Tabela 4 – Característica técnica

Fonte: Autores

Posteriormente, foram avaliadas as especificações técnicas dos sistemas de aquisição (Tabela

4), para verificar se atendem aos objetivos estipulados para a área de processamento de sinais

(Tabela 3). O resultado é apresentado na Tabela 5.

Sistema de Aquisição DisposiçãoFaixa de

AmostragemFaixa de Análise Configuração da Aquisição

Perfiladores 10 perfiladores lançados por

campanha; 1 campanha a cada 3

meses; funciona até acabar a bateria

(em média 6 meses) e não é

recuperado

20kHz 10Hz a 10kHz 1min/profundidade/ciclo (5

profundidades por ciclo e até

2 ciclos/dia)

Gliders 1 glider permanentemente dedicado; 1

campanha de recuperação a cada 30

dias

128kHz 10Hz a 64kHz 3h / mergulho gravado (não

grava em todos os

mergulhos), 2 mergulhos

gravados/ dia

OS 3 OS em localidades diferentes;

recuperado e substituído a cada 45 a

60 dias

48kHz 10Hz a 24kHz Gravação contínua

LFI 6 linhas com 3 equipamentos cada;

recuperado e substituído a cada 6

meses

64kHz 10Hz a 32kHz 1min a cada 10 min



Tabela 5 – Comparação entre objetivos e sistemas acústicos

Fonte: Autores

Conforme apresentado na Tabela 5, os sistemas de aquisição podem não atender ou atender

parcialmente os objetivos definidos, pois cada sistema apresenta características técnicas

distintas assim como formas de utilização específicas que podem contribuir para que o

sistema atenda ou não a um dado objetivo. Para os Perfiladores, os dados recebidos chegam

processados e, consequentemente, não são enviadas as gravações de áudio, que são relevantes

para atingir os Objetivos 4, 5 e 6. Além disso, os Perfiladores obtêm poucos dados em um

intervalo de 24h, impossibilitando calcular o SEL 24h. Os Perfilados, Gliders e LFI não

obtêm dados acústicos na região costeira por realizarem monitoramento em aguas oceânicas.

Devido ao local onde os Gliders e as LFI realizam o monitoramento, a detecção de

embarcações que passam por eles se torna incerta, uma vez que para a análise é necessário

que a embarcação passe próximo do equipamento. As LFI e os OS são sistemas de

monitoramento fixo, obtendo informação espacial restrita ao local de instalação, tendo assim

uma restrição ao atender o Objetivo 1 no caso das LFI e o Objetivo 2 no caso dos OS. Os OS

não atendem completamente a faixa de análise dos Ondocentos. Por fim, os OS são instalados

em locais distantes das regiões onde são realizadas as operações de prospecção sísmica,

dificultando a detecção e caracterização de ruídos de sísmica.

Inicialmente, o processo de hierarquização foi realizado através da seleção de critérios que

apresentavam maior relevância para atender os objetivos estipulados pela área de

Objetivos Perfiladores Gliders OS LFI

Objetivo 1 Atende Atende Não atendeAtende c/

restrição

Objetivo 2 Não atende Não atende Atende Não atende

Objetivo 3 Não atende Atende Atende Atende

Objetivo 4 Não atende AtendeAtende c/

restrição

Atende c/

restrição

Objetivo 5 Não atendeAtende c/

restriçãoAtende

Atende c/

restrição

Objetivo 6 Não atende AtendeAtende c/

restriçãoAtende



processamento de sinais do PMPAS-BS, sendo definidos critérios que atendessem pelo menos

um dos objetivos. Os critérios foram relacionados na Tabela 6:

Tabela 6 – Critérios

Fonte: Autores

Para identificar quais critérios são importantes para atingir os objetivos, foram utilizadas as

informações contidas nas Tabelas 3, 4 e 5. A Figura 2 apresenta os critérios relevantes para

cada objetivo.

Nº Critério Critério Decrição

Critério 1 Faixa de análise Identifica a faixa de análise para cada sistema de aquisição

Critério 2 Quantidade de dados obtidos em 24h Tempo de gravação em minutos realizado pelo sistema de aquisição no

intervalo de 24h

Critério 3 Área mapeada Quantidade de quadrados de 1/6 de graus mapeados (com pelo menos

5 medições) para uma área quadrada de 22.801 quadrados em torno da

Bacia de Santos em um intervalo de 1 ano

Critério 4 Qualidade dos dados Tempo de gravação dos dados qualificados por tempo de gravação

realizado pelo sistema de aquisição. Será considerado o tempo desde

que o sistema iniciou o monitoramento no projeto até o final de 2019

Critério 5 Confiabilidade do sistema Tempo de gravação do sistema de aquisição (tempo obtido) por Tempo

que o sistema de aquisição deveria ter gravado (tempo ideal). Será

considerado o mesmo período do critério 4

Critério 6 Adaptação para aguas oceânicas Verifica se o sistema em análise realiza monitoramento oceânico

Critério 7 Adaptação para aguas costeiras Verifica se o sistema em análise realiza monitoramento costeiro

Critério 8 Gravação de áudio Identifica se o sistema disponibiliza áudio dos ruídos acústicos



Figura 2 – Estrutura hierárquica do estudo

Fonte: Autores

Com o apoio do coordenador da área de Processamento de Sinais do projeto, foi possível

atribuir notas com a importância de cada objetivo, critério e alternativas, utilizando a escala

fundamental de Saaty, apresentada na Tabela 1.

Na Tabela 7, é definido o peso de um objetivo em relação ao outro. No caso, como o

Objetivo 1 tem relevância três vezes maior que o Objetivo 2, a relevância do Objetivo 2 em

relação ao Objetivo 1 deve ser 1/3. Essa análise é feita para todos os componentes da matriz.

Tabela 7 – Matriz de comparação pareada entre objetivos

Fonte: Autores

Objetivo da área de processamento

de sinais

Objetivo 1

Critério 1

Critério 2

Critério 3

Critério 4

Critério 5

Critério 6

Objetivo 2

Critério 1

Critério 2

Critério 3

Critério 4

Critério 5

Critério 7

Objetivo 3

Critério 1

Critério 2

Critério 4

Critério 5

Objetivo 4

Critério 1

Critério 2

Critério 4

Critério 5

Critério 8

Objetivo 5

Critério 1

Critério 2

Critério 4

Critério 5

Critério 8

Objetivo 6

Critério 1

Critério 2

Critério 4

Critério 5

Critério 6

Critério 8

Objetivo 1 Objetivo 2 Objetivo 3 Objetivo 4 Objetivo 5 Objetivo 6

Objetivo 1 1 3 9 5 2 4

Objetivo 2 1/3 1 5 3 1/3 3

Objetivo 3 1/9 1/5 1 1/3 1/5 1/3

Objetivo 4 1/5 1/3 3 1 1/3 1/2

Objetivo 5 1/2 3 5 3 1 3

Objetivo 6 1/4 1/3 3 2 1/3 1

SOMA 2,39 7,87 26,00 14,33 4,20 11,83



Para obter a matriz de normalização foi necessário utilizar as informações obtidas na tabela de

comparação pareada (Tabela 7), dividindo cada componente da matriz pelo somatório dos

componentes de sua coluna. Em seguida, calculou-se a média aritmética de cada linha da

matriz de normalização, a fim de se obter o vetor de prioridade, Peso (W1). O resultado é

apresentado na Tabela 8.

Tabela 8 – Normalização e peso dos objetivos

Fonte: Autores

O valor de λmáx é calculado através do produto do vetor Soma da matriz de comparação

pareada (Tabela 7) com o vetor de prioridade (W1), apresentado na Tabela 8. Utilizando o

λmáx e o número de objetivos em estudo (n=6), é possível calcular o Índice de Consistência

(IC). Então, a Relação de Consistência (RC) para os objetivos é calculado por meio da divisão

do IC com o Índice Randômico (IR), definido na Tabela 2, para número de critérios igual a

seis. O resultado do teste de consistência para os objetivos é apresentado na Tabela 9.

Tabela 9 – Teste de consistência dos objetivos

Fonte: Autores

Através dos cálculos, constatou-se que o Objetivo 1 é o mais relevante no presente estudo.

Além disso, a comparação pareada entre os objetivos é aceitável, pois o valor da Razão de

Consistência (RC) apresentou valor menor que 10% (0,1).

Para cada objetivo foi feita a comparação pareada entre os critérios, com o mesmo

procedimento da comparação entre os objetivos. A primeira análise foi realizada para o

Objetivo 1, onde não foi levado em consideração o critério “Adaptação para águas costeiras”

e “Gravação de áudio”, pois os dois não são relevantes para atingir o Objetivo 1. Na Tabela

Objetivo 1 Objetivo 2 Objetivo 3 Objetivo 4 Objetivo 5 Objetivo 6 PESO (W1)

Objetivo 1 0,42 0,38 0,35 0,35 0,48 0,34 0,38

Objetivo 2 0,14 0,13 0,19 0,21 0,08 0,25 0,17

Objetivo 3 0,05 0,03 0,04 0,02 0,05 0,03 0,03

Objetivo 4 0,08 0,04 0,12 0,07 0,08 0,04 0,07

Objetivo 5 0,21 0,38 0,19 0,21 0,24 0,25 0,25

Objetivo 6 0,10 0,04 0,12 0,14 0,08 0,08 0,09

SOMA 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

λmáx nº IC IR RC

6,33 6 0,07 1,25 5%



10 é exibido o resultado da Matriz de Normalização e Pesos para o Objetivo 1. A comparação

entre os critérios é aceitável, pois o RC é menor que 10%, resultado mostrado na Tabela 11.

Tabela 10 – Normalização e peso dos critérios para o Objetivo 1

Fonte: Autores

Tabela 11 – Teste de consistência dos critérios para Objetivo 1

Fonte: Autores

Em seguida foi feita a mesma análise para os demais objetivos, eliminando os critérios não

importantes para atingir o objetivo em estudo. Para a relação dos critérios com todos os

objetivos, o RC apresentou um valor aceitável. Na Tabela 12 é apresentado o peso (W) dos

critérios e RC para cada objetivo.

Tabela 12 – Peso do critério e RC por objetivo

Fonte: Autores

A próxima etapa do trabalho foi a comparação dos sistemas de aquisição em relação a cada

critério. O processo para obter o resultado foi o mesmo utilizado nos objetivos e nos critérios.

Faixa de análise

Quantidade de

dados obtidos em

24h

Área mapeada Qualidade dos dadosConfiabilidade do

sistema

Adaptação para

águas oceânicasPESO (W2)

Faixa de análise 0,04 0,03 0,04 0,02 0,04 0,04 0,04

Quantidade de dados obtidos

em 24h0,12 0,08 0,10 0,06 0,04 0,10 0,08

Área mapeada 0,27 0,24 0,30 0,37 0,23 0,30 0,29

Qualidade dos dados 0,19 0,16 0,10 0,12 0,35 0,10 0,17

Confiabilidade do sistema 0,12 0,24 0,15 0,04 0,12 0,15 0,14

Adaptação para aguas

oceânicas0,27 0,24 0,30 0,37 0,23 0,30 0,29

SOMA 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

λmáx nº IC IR RC

6,41 6 0,08 1,25 7%


Faixa de análise 0,04 0,03 0,06 0,21 0,18 0,09

Quantidade de dados obtidos em 24h 0,08 0,11 0,55 0,12 0,15 0,10

Área mapeada 0,29 0,06 0,00 0,00 0,00 0,00

Qualidade dos dados 0,17 0,31 0,27 0,11 0,10 0,07

Confiabilidade do sistema 0,14 0,17 0,12 0,06 0,05 0,03

Adaptação para aguas oceânicas 0,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,35

Adaptação para aguas costeiras 0,00 0,31 0,00 0,00 0,00 0,00

Gravação de áudio 0,00 0,00 0,00 0,51 0,52 0,35

RC 0,07 0,05 0,08 0,05 0,07 0,06



Para definir a relevância de um sistema de aquisição para cada critério foram utilizados os

dados dos Relatórios Técnicos (Petrobras, 2017; Petrobras, 2018; Petrobras, 2019). Desta

forma, para obter a relevância entre as alternativas foi empregada uma análise quantitativa. O

resultado dos Pesos W dos sistemas de aquisição e RC para cada critério é ilustrada na Tabela

13.

Tabela 13 – Peso do sistema de aquisição e RC por critério

Fonte: Autores

Para analisar a relevância de cada sistema de aquisição para cada objetivo foi realizada a

multiplicação das matrizes “Peso do critério por objetivo” (Tabela 12) com “Peso sistema de

aquisição por critério” (Tabela 13), cujo resultado é apresentado na Tabela 14.

Tabela 14 – Peso do sistema de aquisição por objetivo

Fonte: Autores

Foi possível perceber que para atingir cada objetivo da área de processamento de sinais há um

sistema de monitoramento específico que atende melhor esse objetivo. Por fim, para ranquear

os sistemas de aquisição que melhor atendem a área de processamento de sinais (Tabela 15),

foi feita a multiplicação da matriz “Objetivos por sistema de aquisição” (Tabela 14) com o

vetor de priorização (W1) apresentado na Tabela 8.

Tabela 15 – Classificação do sistema de aquisição

Fonte: Autores

Faixa de

análise

Quantidade de

dados obtidos em

24h

Área mapeada Qualidade dos

dados

Confiabilidade

do sistema

Adaptação

para aguas

oceânicas

Adaptação

para aguas

costeiras

Gravação de

áudio

Perfiladores 0,08 0,05 0,54 0,35 0,08 0,32 0,32 0,08

Gliders 0,50 0,09 0,33 0,19 0,28 0,32 0,32 0,08

OS 0,15 0,54 0,05 0,35 0,14 0,04 0,04 0,75

LFI 0,27 0,31 0,08 0,11 0,51 0,32 0,32 0,08

RC 0,00 0,01 0,02 0,00 0,08 0,00 0,00 0,00


Perfiladores 32,52% 18,96% 13,75% 8,39% 8,03% 16,49%

Gliders 28,25% 17,85% 16,53% 31,42% 30,16% 30,29%

OS 15,37% 43,63% 41,70% 30,50% 31,99% 22,45%

LFI 23,85% 19,56% 28,01% 29,68% 29,83% 30,77%

Perfiladores Gliders OS LFI

20,30% 27,00% 26,87% 25,83%



O sistema de aquisição que apresentou melhor desempenho pelo método AHP é o glider, com

27,00%, seguido por OS, com 26,87%, para as LFI, com 25,83% e por último os perfiladores,

com 20,30%.

4. Conclusão

O propósito desse trabalho foi analisar a relevância entre os quatro tipos de sistema de

aquisição utilizados no PMPAS-BS, do ponto de vista da área de processamento de sinais do

projeto.

O trabalho utilizou o método AHP, definindo os principais objetivos e os critérios que

atendessem a cada objetivo. Esta definição dos objetivos e critérios foi baseada apenas na área

analisada, não levando em consideração outras áreas de interesse do projeto.

O presente ranqueou os sistemas utilizados no PMPAS-BS, classificando-os pelo grau de

importância, sendo o glider o sistema que apresentou melhor desempenho, seguido por OS,

depois LFI e por último perfiladores. Este ranqueamento pode servir de referência para

futuras tomadas de decisão.

Para trabalhos futuros, pretende-se utilizar outros critérios que sejam relevantes para o

projeto, como o custo de operacionalização e o impacto ambiental dos sistemas de

monitoramento. Além disso, outros métodos poderão ser utilizados para comparar a

consistência dos resultados alcançados.

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