Sensoriamento Remoto em Oceanos e Plataformas Continentais

Cristina Maria Bentz

CENPES/Petrobras

SENSORIAMENTO REMOTO para a

Caracterização e Monitoramento de

Áreas Marinhas

Cristina Bentz

CENPES- Energia e Desenvolvimento Sustentável

Avaliação e Monitoramento Ambiental

CENPES

• Contratos e Cooperação com 120 instituições do Brasil e 70 no exterior (Universidades e

Centros de Pesquisa).

• Financiamento para projetos de P&D é obrigação legal nos acordos de concessão.

CENPES

Áreas Operacionais

•E&P

•Transporte

•Refino

•Biocombustíveis

•Gás & Energia

Comunidade de P&D

• Desenvolvimento de tecnologias

• Assistência técnica e científica

Aquisição SR, sensores in situ, aquisição contínua,

transmissão em TR, ..

Armazenamento Banco de dados

Visualização/Consulta SIG, WebSIG

Análise/Integração Análise Espacial,

Estatística, Mineração de dados, Índices e indicadores, Ciclo de

Vida, Mapas de sensibilidade ...

Disseminação WebSIG, RV, Google

Earth ...

ATIVIDADES

Apresentação

• Atividades em áreas marinhas -

Monitoramento Sistemático

Caracterização e Monitoramento Ambiental

Desafios Futuros

•Novas Aplicações

Operacional desde 2002

Execução: Exploração & Produção/Serviços

Apoio científico: Centro de Pesquisas – CENPES

Monitoramento Orbital Marinho

•Objetivo: Detecção antecipada da ocorrência de óleo na superfície

marinha.

AÇÕES DE CONTINGÊNCIA

DETECÇÃO

Monitoramento Orbital Marinho

Monitoramento rotineiro para a detecção de manchas de

óleo: vazamentos, descartes, etc.

Operação 24 h / 7 dias p/ semana;

Pronto atendimento às atividades de contingência;

Integrado a verificações in situ e análises geoquímicas para

identificação de fontes;

Atividade voluntária para a melhoria da gestão ambiental em

áreas marinhas.

Abrangência

• Foco nas bacias de

Campos, Santos e

Espírito Santo

84%

•Programação sistemática

de imagens

Monitoramento Orbital Marinho

• Modo Largo (ScanSAR) -com boa resolução

• Sensor Ativo - Operação dia e noite

• Sinal atravessa as nuvens

• Entrega em tempo “próximo do real”

Radares Orbitais – SAR (Synthetic Aperture Radar)

RADAR – Mecanismo de Detecção

Reflexão Difusa Reflexão Especular Reflexão Dupla

Óleo Plataforma/Navio

Radares na BANDA C (λ = 5,6 cm) e X (λ = 3 cm) são sensíveis à rugosidade

produzida por ondas capilares e gravitacionais curtas, geradas pela ação do

vento na superfície marinha.

Radares Orbitais – SAR

Imagem RADARSAT-1

Jan, 18 2000

Acidente – Baía de Guanabara

Filme de óleo menos espesso

Filme de óleo mais espesso

ENVISAT/ASAR WideSwath

04/08/2010 desc

•8 min •720.000 km2

•9 bacias

Campos

E Santo

Sergipe

Jacuipe

Alagoas

Santos

Almada

Camamu

Jequitinhonha

Cumuruxatiba

Mucuri

ENVISAT/ASAR – WideSwath

Monitoramento Regional

Eventos/Alvos detectáveis nas imagens SAR

Alvos:

• Embarcações

• Plataformas

Óleo petrogênico:

• Vazamentos acidentais

• Descartes

• Exsudações

• Águas pluviais

Fenômenos meteo-oceanográficos:

• Óleos Biogênicos

• Frentes oceânicas

• Meandros e vórtices

• Ressurgências

• Florações

• Baixas de Vento

• Células Convectivas

Áreas de baixo

retroespalhamento

Manchas Escuras SAR

Uso de dados auxiliares

para reduzir

ambigüidades

2

SENSORES VNIR

MODIS HR, CBERS

Disponíveis na Web

Análises Geoquímica

Monitoramento Orbital Marinho da PETROBRAS

•Dados de satélites

SAR

RADARSAT-2 - ScanSAR Wide e Narrow, VV

Cosmo-Skymed

ENVISAT/ASAR - Wide Swath, VV

Futuro :

Sentinel 1a

VIS-NIR

MODIS HR (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)

Futuro :

CBERS 3 (China-Brazil Earth Resource Satellite)

METEO-OCEANOGRÁFICOS

MODIS/AQUA - Clorofila-a, TSM

AVHRR/NOAA – TSM

ASCAT – Ventos

Cenário Atual

RADARSAT-1 Asc Abril 3, 2002 21:11 GMT

AVHRR - TSM

21:09 GMT

SeaWiFS – Clorophill a

14:09 GMT

QuikSCAT – Vento

20:30 GMT

Ressurgência Floração

Baixa de vento

Descarte de navio

Floração – Algas Cianofíceas

Verificação in situ

EXSUDAÇÃO

EXSUDAÇÕES

Quintero-Marmol et al. – IGARSS 2003

Cadáver de baleia - 04/07/2010 – 10:42

Foto: E&P-Serv/US-AP/CPRA

Mancha de óleo de baleia - 04/07/2010 – 10:42

Óleo Biogênico

Imagem RADARSAT-2 11/11/2011– 18:12

Imagem MODIS 11/11/2011– 10:30

v= 7 m/s

Imagem MODIS 12/11/2011– 10:30

Imagem ENVISAT/ASAR 14/11/2011 – 09:11

v= 6 m/s

Última imagem s/ cobertura de nuvens

VERIFICAÇÕES DE CAMPO

LIMITAÇÕES

Brilho do Sol Sombra

de Nuvem

Sombra de Vento

Integração com Modelos de Deriva

-Modelo Hidrodinâmico: Rede REMO/Marinha -Modelo de trajetória do óleo_ preditivo e reverso:

OILMAP/ASA

Genovez et al, 2009

PLANEJAMENTO DAS AÇÕES DE RESPOSTA

Projetos de Caracterização e Monitoramento Ambiental Regional

Bacia do Ceará e Potiguar

Bacia de Sergipe-Alagoas

Bacia do Espírito Santo

Bacia de Campos

Bacia de Santos

Estudos Ambientais -

-Licenciamento,

-Diagnóstico ambiental,

-Avaliação de impacto,

-Ações mitigadoras e/ou

compensatórias

Gestão ambiental

Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica - EVTEs

•Contexto meteo-oceanográfico;

•Presença de frentes, vórtices,

meandros,ressurgências, óleos biogênicos;

•Pluma de sedimentos em suspensão.

Caracterização Regional

Realidade Virtual

Métodos de análises e integração de

dados, geração de índices, etc.

Disseminação e Geração

de Conhecimento Análise Espacial

Caracterização Regional

Desafios SR Marinho

Infra estrutura

Aumentar a disponibilidade a dados de SR em tempo próximo do real no Brasil.

P&D

Desenvolvimento e implantação de procedimentos para a extração de informações meteo-oceanográficas qualitativas e quantitativas dos dados de satélites (SAR e óticos);

Avançar no uso de SR aerotransportados, VANTS e sensores in situ;

Melhoria dos procedimentos de armazenamento, recuperação, análise e disseminação de dados adquiridos em múltiplas plataformas.

Monitoramento Multi-plataformas

Da Meso a Micro escala

Sensores Orbitais

Sensores Aerotransportados

Sensores In Situ

Extração de informações Meteo-oceanográficas

ENVISAT/ASAR 02/05/2010 – 03:45 GMT Correntes SARTOOL - CLS

SAR

•Campo de Ventos

•Ondas

•Correntes

ENVISAT - 10/03/2010 Desc Campo de Ventos SARTOOL - CLS

Eventos Extremos

Ciclone em SC

Novas Tecnologias – SAR Aerotransportado

•Desenvolvimento de imageamento com acesso em tempo-real.

•Downlink para acompanhamento remoto do monitoramento.

ORBISAR FINEP/CT Aero

Sensores In Situ

Radares – Banda-x

Infravermelho - termal

Sensores para a detecção de óleo em embarcações de apoio

Novas Aplicações

Caracterização e monitoramento socioeconômico ;

Previsão, caracterização e monitoramento de eventos extremos e mudanças climáticas;

Monitoramento de faixa de dutos e terminais – SR alta resolução, hiperespesctral, interferometria;

Monitoramento de embarcações e aplicações de segurança;

Caracterização e monitoramento de zonas costeiras – manguezais.

E&P

Transporte

Refino

cris@petrobras.com.br

CENPES-Avaliação e Monitoramento Ambiental