Dados da Submissão

Título

Caracterização de Óleos e Efluentes em Ambientes Marinhos Simulados utilizando Sensores Hiperespectrais

Texto do resumo

A poluição marinha por petróleo e seus derivados é considerada uma ameaça ao meio ambiente oceânico e costeiro. Para reduzir danos ambientais gerados por vazamento de petróleo, a rápida detecção dessas ocorrências é tão importante quanto uma qualificação eficiente do tipo e volume de óleo derramado no mar. Com o avanço nas tecnologias de sensoriamento remoto, a resposta para mitigação de vazamentos em alto mar tem se tornado cada vez mais efetiva. Porém, a alta complexidade do petróleo ainda dificulta a identificação e quantificação do volume de óleo em um vazamento. Neste trabalho diferentes amostras de óleo cru e filmes de óleo em solução salina foram analisados com o objetivo de identificar características espectrais que possam ser correlacionadas às propriedades físicas das amostras, como °API e espessura dos filmes de óleo. Através de um experimento controlado de laboratório, 13 amostras de óleo provenientes de bacias brasileiras exploradas pela Petrobras foram medidas com o espectrorradiômetro ASD FieldSpec IV (350 – 2500 nm) e imageadas com o conjunto de câmeras hiperespectrais HySpex VNIR-1800 (400 – 1000 nm) e SWIR-386 (930 – 2500 nm). Devido à suscetibilidade a ruídos no sinal, em especial para as amostras de filmes de óleo, a análise em Wavelets foi aplicada para redução de ruído e realce das feições características dos hidrocarbonetos. Técnicas de análise estatística multivariada foram utilizadas para detectar e correlacionar as medidas de reflectância com propriedades físicas das amostras em diferentes contextos. Através da aplicação da decomposição em componentes principais (PCs) aos dados, as componentes de maior variação foram correlacionadas com características das amostras de óleo, por meio da identificação das bandas mais influentes para cada componente no espaço de variâncias. Utilizando-se esta técnica, foi possível classificar as amostras de óleo cru de acordo com o °API, e os filmes de óleo de acordo com sua espessura. As amostras de óleo cru foram classificadas em três grupos, sendo estes: óleo leve (°API<22), intermediário (22<°API<32) ou pesado (°API>32). A fim de validar os resultados da PCA, a técnica de regressão em mínimos quadrados (partial least square, PLS) foi utilizada para verificar a relação entre o °API com as medidas de reflectância. Utilizando a regressão PLS foi possível estimar o grau o °API com um erro médio de 0.94%, indicando a capacidade de relacionar medidas de reflectância com o grau °API das amostras analisadas. Para as amostras de filme de óleo, os filmes com espessuras de 25 um, 125 um e 250 um reproduzidos no experimento foram separados entre si e diferenciados da solução salina (i.e., água sem óleo). Esses comportamentos se mostram consistentes tanto para as medidas realizadas com o espectrorradiômetro, quanto para as câmeras hiperespectrais. Os resultados alcançados permitem identificar quais variáveis (i.e., bandas espectrais) mais influenciam as características do óleo em análise (°API, espessura do óleo), auxiliando no desenvolvimento e interpretação de modelos preditivos no contexto de monitoramento de vazamento de óleo utilizando sensores operados remotamente.

Palavras Chave

espectroscopia; filmes de óleo; análise mutivariada; hiperspectral