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DPF Departamento de Polícia Federal

RELATORIO DE EXECUÇÃO

Detecção de manchas de óleo

Brasília

Outubro de 2019

de 19

Destinatário DEPARTAMENTO DE POLÍCIA FEDERAL

Contato FRANCO PERAZZONI

Responsável técnico ALEXANDRE CORRÊA DA SILVA

Data de início do serviço 14/OUT/2019

Prazo de Execução 6 DIAS ÚTEIS

Data entrega do relatório 25/OUT/2019

SUMÁRIO

1. DESCRIÇÃO DO PROBLEMA ............................................................................... 3

2. OBJETIVO ................................................................................................................ 3

3. METODOLOGIA ..................................................................................................... 3

4. RESULTADOS E OBSERVAÇÕES...................................................................... 10

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1. DESCRIÇÃO DO PROBLEMA

Conforme relatado pelas autoridades competentes, manchas de óleo vem sido encontradas

nas praias da região nordeste do Brasil ao longo dos meses de setembro e outubro de

2019. Segundo as informações os primeiros registros se deram em 2 de setembro de 2019

na região dos estados de Pernambuco e Paraíba. Após o registro inicial mais detecções

foram registradas desde o litoral da Bahia até o litoral do Maranhão. Para fins de

investigação dos culpados e planejamento das medidas de proteção e recuperação

ambiental se faz necessário a detecção da origem desse vazamento de óleo.

2. OBJETIVO

2.1. Objetivo principal

O projeto aqui descrito teve como objetivo principal a identificação da origem das

manchas de óleo detectadas no litoral Brasileiro ao longo dos meses de setembro e

outubro de 2019

2.2. Objetivos secundários

Como objetivos adicionais o presente projeto visou a identificação dos prováveis

causadores do vazamento.

3. METODOLOGIA

A abordagem metodológica seguiu um modelo de rastreamento, partindo das observações

nas praias para as detecções no oceano, até atingir a origem. Essa abordagem se consistiu

nas seguintes fases:

▪ Delimitação da área de interesse

▪ Delimitação dos intervalos de datas

▪ Procura de imagens correspondentes às datas e às áreas

▪ Processamento e análise das imagens

▪ Cruzamento dos dados das imagens com dados de embarcações

3.1. Delimitação da área de interesse

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Para a delimitação da área de interesse foi utilizado como referência o relatório gerado

pela International Tanker Owners Pollution Federation Limited – ITOPF (as respectivas

áreas estão representadas em vermelho abaixo):

Figura 1 - Potenciais áreas do vazamento. Fonte ITOPF.

Essas áreas foram geradas de acordo com o modelo de correntes oceânicas, Global

HYCOM + CICE. Para completar o cenário foram escolhidas mais duas áreas de procura,

na costa do Brasil, da Bahia até o Maranhão, e uma área mais a Nordeste das áreas

apresentadas pela ITOPF. Essas áreas foram determinadas de acordo com as correntes

oceânicas e o vento oceânico.

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Figura 2 - Correntes e vento oceânico 01/08/2019. Fonte ESA OVL

Figura 3 - Correntes e vento oceânico 25/08/2019. Fonte ESA OVL.

3.2. Delimitação dos intervalos de datas

▪ Para a delimitação dos intervalos de datas, se utilizou os seguintes critérios:

▪ Costa: 02/09/2019 à 25/08/2019

▪ Área 3 ITOPF: 27/08/2019 à 13/08/2019

▪ Área 2 ITOPF: 17/08/2019 à 29/07/2019

▪ Área 1 ITOPF: 03/08/2019 à 25/07/2019

▪ Área à NE da ITOP: 03/08/2019 à 25/07/2019

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A seguir estão representadas as áreas:

Figura 4 - Áreas monitoradas

3.3. Procura de imagens correspondentes às datas e às áreas

Para a procura de imagens foram considerados os seguintes sensores:

▪ Modis Terra e Modis Acqua

▪ Sentinel-3A e Sentinel-3B



▪ Landsat-8

Detalhamento dos sensores:

3.3.1. Modis Terra e Acqua Dimensões do swath: 2330 km (cross track) por 10 km (along track at nadir)

Quantização: 12 bits

Resolução espacial: 250 m (bandas 1-2), 500 m (bandas 3-7), 1000 m (bandas 8-36)

Banda Largura de banda (nm)

1 620 - 670

2 841 - 876

3 459 - 479

4 545 - 565

5 1230 - 1250

6 1628 - 1652

7 2105 - 2155

8 405 - 420

9 438 - 448

10 483 - 493

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11 526 - 536

12 546 - 556

13 662 - 672

14 673 - 683

15 743 - 753

16 862 - 877

17 890 - 920

18 931 - 941

19 915 - 965

Banda Largura de banda (µm)

20 3.660 - 3.840

21 3.929 - 3.989

22 3.929 - 3.989

23 4.020 - 4.080

24 4.433 - 4.498

25 4.482 - 4.549

26 1.360 - 1.390

27 6.535 - 6.895

28 7.175 - 7.475

29 8.400 - 8.700

30 9.580 - 9.880

31 10.780 - 11.280

32 11.770 - 12.270

33 13.185 - 13.485

34 13.485 - 13.785

35 13.785 - 14.085

36 14.085 - 14.385

3.3.2. Sentinel-3A e 3B Dimensões do swath: 1270 km


Resolução espacial: 300m

Banda λ central (nm) Largura (nm)

Oa01 400 15

Oa02 412.5 10

Oa03 442.5 10

Oa04 490 10

Oa05 510 10

Oa06 560 10

Oa07 620 10

Oa08 665 10

Oa09 673.75 7.5

Oa10 681.25 7.5

Oa11 708.75 10

Oa12 753.75 7.5

Oa13 761.25 2.5

Oa14 764.375 3.75

Oa15 767.5 2.5

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Oa16 778.75 15

Oa17 865 20

Oa18 885 10

Oa19 900 10

Oa20 940 20

Oa21 1 020 40

3.3.3. Sentinel-2A e 2B Dimensões do swath: 290 km


Resolução espacial: 10m, 20m e 60m

Banda

2A 2B

λ central (nm) Largura (nm) λ central (nm) Largura (nm)

2 492.4 94 492.1 94

3 559.8 45 559.0 46

4 664.6 38 665.0 39

8 832.8 147 833.0 133

Banda 2A 2B


5 704.1 19 703.8 20

6 740.5 18 739.1 18

7 782.8 28 779.7 28

8a 864.7 44 864.0 32

11 1613.7 143 1610.4 141

12 2202.4 242 2185.7 238

Banda 2A 2B


1 442.7 44 442.3 45

9 945.1 26 943.2 27

10 1373.5 75 1376.9 76

3.3.4. Sentinel-1A e Sentinel-1B Dimensões do swath (IW): 250 km

Resolução nominal: 20x22m

Resolução espacial: 10x10m

Polarização: VV

3.3.5. Landsat-8 Dimensões do swath: 185 km

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Resolução espacial: 15m, 30m e 100m

Bandas λ Resolução

(micrômetros) (metros)

Banda 1 - Coastal aerosol 0.43-0.45 30

Banda 2 – Blue 0.45-0.51 30

Banda 3 – Green 0.53-0.59 30

Banda 4 – Red 0.64-0.67 30

Banda 5 - Near Infrared (NIR) 0.85-0.88 30

Banda 6 - SWIR 1 1.57-1.65 30

Banda 7 - SWIR 2 2.11-2.29 30

Banda 8 – Panchromatic 0.50-0.68 15

Banda 9 – Cirrus 1.36-1.38 30

Banda 10 - Thermal Infrared (TIRS) 1 10.6-11.19 100

Banda 11 - Thermal Infrared (TIRS) 2 11.50-12.51 100

3.4. Processamento e análise das imagens

Para processar o grande volume de imagens foi utilizada a plataforma de processamento

digital de imagens HEX Skynet, parte da tecnologia de processamento é explicada por

Silva A. C. et al. No artigo Semi-automatic Oil Spill Detection in Sentinel-1 SAR Images

at Brazil's Coast. O uso dessa tecnologia permitiu focar a pesquisa na análise das

informações extraídas das imagens, podendo cobrir diferentes regiões sem precisar

reprocessar um grande volume de imagens a cada mudança. Mais informações sobre essa

tecnologia podem ser obridas em https://www.xskynet.app/

3.4.1. Detalhes do processamento das imagens SAR

Para as imagens de Radar de Abertura Sintética – SAR, foi realizado processamento de

correção de órbita, calibração para sigma0, filtro de speckle e reprojeção.

3.4.2. Detalhes do processamento das imagens óticas

Para as imagens óticas foi realizado processamento de reprojeção, layer stack para

composição RGB e realce da Look up Table.

As seguintes composições RGB foram adotadas para os sensores:

▪ Sentinel-2: True color 4, 3, 2 e IR 12, 11, 8A;

▪ Landsat-8: True color 4, 3, 2;

▪ Modis: True color 1, 4, 3;

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▪ Sentinel-3: True color 8, 6, 4.

3.4.3. Análise das imagens

A análise dos dados seguiu os modelos já consagrados de monitoramento de manchas de

óleo, a exemplo de C. R. Jackson e J. R. Apel com as informações do National Oceanic

and Atmospheric Administration – NOAA compilados no Synthetic Aperture Radar

Marine User's Manual e as informações compiladas por Merv Fingas no livro Handbook

of Oil Spill Science and Technology.

Algumas premissas são utilizadas para a confirmação do óleo, como:

▪ Detecção da mesma feição em mais de uma data e mais de um sensor, somente

feições com óleo permanecem muito tempo na superfície do oceano;

▪ Dampening effect nas imagens SAR, associado a excludentes de fatores

meteoceanográficos;

▪ Queda da concentração de CHL-a;

▪ Forma típica de óleo;

▪ Coloração típica de óleo nas imagens óticas com cor verdadeira (as amostras de

coloração típica podem ser encontradas em

https://response.restoration.noaa.gov/sites/default/files/OWJA_2016.pdf;

▪ Brilho mais elevado (óleo cru) em imagens com composição no infravermelho.

3.5. Cruzamento dos dados das imagens com dados de embarcações

Para o cruzamento desses dados foi utilizada a tecnologia OCEAN FINDER da AIRBUS,

que permite a identificação de embarcações, com as suas respectivas informações, e a

determinação de sua rota. Esses dados foram obtidos através da parceria da HEX com a

AIRBUS. Mais informações a respeito dessa tecnologia podem ser obtidas em

https://oneatlas.airbus.com/ocean-finder/learn-more

4. RESULTADOS E OBSERVAÇÕES

É importante ressaltar que foi encontrado um grande volume de imagens na região para a

determinação da origem da mancha de óleo. Tal volume totalizou 829 cenas que só foi

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possível seu processamento e análise com a utilização da plataforma Skynet. Abaixo

segue a quantidade de cenas por sensor.

▪ Modis Terra e Acqua: 215 cenas

▪ Sentinel-3A e 3B: 162 cenas

Figura 5 - Pegadas das cenas Sentinel-3

▪ Sentinel-2A e 2B: 350 cenas


▪ Sentinel-1A e Sentinel-1B: 75 cenas

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▪ Landsat-8: 27 cenas

Figura 8 - Pegadas das cenas Landsat-8

Como resultado da análise das imagens processadas foram encontradas 4 feições de óleo

de grandes proporções a aproximadamente 700km da costa na latitude dos estados do Rio

Grande do Norte e Paraíba. Tais feições se movimentaram em dias consecutivos desde o

dia 29/07 até 01/08. A seguir as imagens das feições do dia 29/07 até o dia 01/08

respectivamente:

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Vista de detalhes das feições:

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Nas imagens do dia 28/07 não foram encontradas feições, o que fez com a data de origem

do vazamento estivesse situada entre 28/07/2019 e 29/07/2019. O ponto de origem

também está dentro ou bem próximo do polígono vermelho destacado nas figuras, onde

os finais das manchas detectadas se situam. É importante destacar que as correntes e vento

oceânicos confirmam a movimentação dessas manchas para as áreas atingidas na costa

do Brasil.

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Em posse dessas informações foi utilizado o OCEANFINDER para a detecção das

embarcações, em um primeiro momento foi utilizado para detectar as embarcações que

passaram pela área 1 sugerida pelo ITOPF no período próximo ao dia 01/08/2019. Os

resultados estão no relatório anexo Report_2019_10_15-15_13_43_272.pdf

Foram encontrados quatro navios tankers que teriam condições de originar tal vazamento.

Em um segundo momento o OCEANFINDER foi utilizado para detectar as embarcações

que passaram pelo polígono criado à nordeste das áreas do ITOPF entre os dias

28/07/2019 e 30/07/2019. Foi encontrada somente uma embarcação que passou pelo

polígono no período especificado. Os dados estão no relatório em anexo

Report_2019_10_23-15_44_14_436.pdf. A seguir os dados da embarcação e de sua rota.

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Figura 12 - Rota da embarcação suspeita entre 01/07/2019 e 30/07/2019

Figura 13 - Dados da embarcação suspeita

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