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