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)
Gabriel Martins Soares (Instituto de Pesquisas da Marinha)
William Soares Filho (Instituto de Pesquisas da Marinha)
Cátia Galotta Martins da Silva (Instituto de Pesquisas da Marinha)
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.
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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
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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
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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
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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).
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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%
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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%
Objetivo 1 Objetivo 2 Objetivo 3 Objetivo 4 Objetivo 5 Objetivo 6
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
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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
Objetivo 1 Objetivo 2 Objetivo 3 Objetivo 4 Objetivo 5 Objetivo 6
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%
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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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