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Cientistas da NASA e da National Oceanic and Atmospheric Administration estão se unindo para testar a tecnologia de sensoriamento remoto para uso na resposta a derramamentos de óleo.
Ao largo da costa de Santa Bárbara, Califórnia, milhares de litros de óleo vazam por rachaduras no fundo do mar e sobem à superfície a cada dia. Mas esta não é uma zona de desastre: é uma das maiores infiltrações de óleo que ocorrem naturalmente no mundo e acredita-se que esteja ativa há milhares de anos.
A confiabilidade dessas infiltrações torna a área um importante laboratório natural para cientistas, incluindo aqueles com o projeto Marine Oil Spill Thickness (MOST), uma colaboração entre a NASA e a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) para gerar detecção operacional automatizada de derramamento de óleo, análises de mapeamento geoespacial de extensão de óleo e aplicações de caracterização de espessura de óleo.
A equipe do MOST está trabalhando para desenvolver uma maneira para a NOAA - a principal agência federal para detectar e rastrear derramamentos de óleo na costa - usar dados de sensoriamento remoto para determinar não apenas onde está o óleo, mas também onde estão as partes mais grossas, uma das peças essenciais que faltam para dirigir as atividades de resposta e remediação. A equipe concluiu recentemente uma campanha de campo de outono em Santa Bárbara.
“Estamos usando um instrumento de radar chamado UAVSAR para caracterizar a espessura do óleo dentro de uma mancha de óleo”, disse Cathleen Jones, co-investigadora da MAIORIA do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Este óleo mais espesso permanece no meio ambiente por mais tempo e prejudica a vida marinha mais do que o óleo fino. E se você souber onde está, você pode direcionar os respondentes para essas áreas problemáticas”.
O UAVSAR da NASA, ou Radar de Abertura Sintética de Veículo Aéreo Desabitado, se conecta à fuselagem de um avião que coleta uma imagem de aproximadamente 12 milhas (19 quilômetros de largura) de uma área.
Mas as imagens SAR são diferentes das adquiridas de outros sensores. O instrumento envia pulsos de radar para a superfície do oceano, e os sinais que retornam são usados para detectar aspereza, causada por ondas, na superfície do oceano. Quando o óleo está presente, ele amortece as ondas, criando áreas de água mais lisa. Essas áreas suaves e oleosas parecem mais escuras do que a água limpa ao redor nas imagens SAR - quanto mais espesso o óleo, mais escura a área aparecerá.
As observações aéreas devem então ser validadas, o que significa que os cientistas têm que ir para a mesma área em um barco para medir a espessura do óleo com as mãos.
“Colocamos o amostrador, que é como um tubo aberto nas duas extremidades, na água e o deixamos ali por um momento”, disse Ben Holt, também co-investigador do JPL da MOST. “E então, quando você fecha o tubo, uma pequena camada de óleo e água é coletada. Depois que a camada de óleo se assentar, você pode medir a espessura da camada de óleo e compará-la com as observações do UAVSAR para ver o quão próximo eles correspondem”.
Como outra camada fundamental de validação, o navio implanta um drone carregando um sensor óptico, que é capaz de observar a mancha e medir sua espessura em uma área mais ampla do que pode ser observada do navio.
Vídeo: https://youtu.be/6brucBsqR-g?list=PLTiv_XWHnOZoPDLi6vExJTP1uHtxT0xsQ
Com o projeto MOST, a NASA e a NOAA estão testando a tecnologia de radar para medir a espessura do óleo em derramamentos de óleo marinho. O óleo mais espesso em uma mancha de óleo é o mais prejudicial ao meio ambiente. O objetivo da MOST é desenvolver um sistema de protótipo para ajudar os profissionais de resposta a localizar esse óleo durante um derramamento, para que possam direcionar os esforços de limpeza para essas áreas.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
Como a MAIORIA nasceu
Inicialmente, o UAVSAR parecia um candidato improvável para rastrear ou caracterizar o petróleo. Ele foi desenvolvido para medir mudanças na superfície da Terra - por exemplo, após um terremoto ou erupção vulcânica. Mas durante o derramamento de óleo da Deepwater Horizon em 2010 no Golfo do México, Elijah Ramsey, um cientista do US Geological Survey, entrou em contato com Jones sobre a tentativa de usar o instrumento para identificar o petróleo chegando à costa na Louisiana.
“As indicações eram de que não funcionaria porque o instrumento usa um comprimento de onda muito longo para esse propósito”, disse Jones. “Mas dissemos: 'Vamos tentar mesmo assim'”.
Ela e Holt ficaram felizes por isso.
“É simplesmente incrível o que você pode ver com o UAVSAR, porque ele é muito mais sensível do que os instrumentos baseados em satélite”, disse Jones. O UAVSAR é mais sensível a baixos retornos de áreas cobertas de petróleo do que os instrumentos SAR de satélite típicos. Assim, fomos capazes de identificar o óleo e calcular as concentrações de óleo presentes”.
Suas descobertas foram uma prova de conceito e foram publicadas em 2012. Nos anos subsequentes, a viabilidade de dimensionar essa inovação para análises e avaliações de risco adicionais foi examinada.
Em 2018, Frank Monaldo , um cientista da Universidade de Maryland que trabalhou com a NOAA por muitos anos, fez parceria com Jones, Holt e uma equipe da NOAA, da Guarda Costeira dos EUA e do setor privado, além de pesquisadores do Canadá e a Noruega, para formular a proposta MOST. Em 2019, o programa de desastres da NASA selecionou este conceito para implementação para reduzir o risco de desastres e fortalecer a resiliência, e o projeto MOST de quatro anos foi lançado.
Implantação inesperada no mundo real
Enquanto a equipe do MOST se preparava para sua campanha de outono, programada para começar na primeira segunda-feira de outubro, as autoridades estavam respondendo a relatos de um vazamento de óleo na costa de Huntington Beach, Califórnia - apenas 130 milhas (209 quilômetros) ao sul do local da campanha de campo de Santa Bárbara.
Vários membros da equipe MOST rapidamente se envolveram no fornecimento de dados sobre o derramamento. O que deveria ter sido uma campanha prática em circunstâncias controladas rapidamente se tornou um teste do mundo real da utilidade do UAVSAR durante uma emergência real de derramamento de óleo.
O projeto Marine Oil Spill Thickness (MOST) coleta medições de espessura de óleo em uma infiltração de óleo que ocorre naturalmente na costa de Santa Bárbara, Califórnia. As medições serão usadas para validar medições de dados de sensoriamento remoto e, eventualmente, em um sistema para auxiliar na resposta a derramamentos de óleo.
Créditos: NOAA / Frank Monaldo.
“Foi realmente diferente de fazer uma corrida prática porque as pessoas ficaram impressionadas com a resposta”, disse Jones. “Mas quando a NOAA obteve os dados do UAVSAR, eles os usaram para delinear o petróleo, e então lançaram um Relatório de Vigilância da Poluição Marinha com base neles. Foi a primeira vez que isso foi feito usando dados de um instrumento aerotransportado”, disse ela.
Embora o UAVSAR tenha se mostrado valioso nesta situação, a implantação não pôde substituir a campanha de campo para fins científicos, porque eles não puderam fazer medições de barco. “Nós realmente não tínhamos medições in situ para comparação”, disse Holt. “O valor real foram os esforços de Cathleen e outros membros da equipe UAVSAR para obter os dados UAVSAR processados e carregados e, em seguida, utilizados pela NOAA.”
A campanha de campo do outono ocorreu várias semanas depois, em Santa Bárbara.
Qual é o próximo?
Embora os recursos do UAVSAR em detecção de espessura de derramamento de óleo sejam úteis, voar um avião sobre cada mancha de óleo não é prático. Assim, uma vez que os dados das campanhas de campo da primavera e outono sejam validados, eles serão usados para treinar algoritmos para calcular a espessura do óleo a partir dos dados SAR automaticamente.
UAVSAR é um protótipo para uma missão de satélite próxima chamada NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar, ou NISAR , que é uma parceria entre a NASA e a Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO). Se tudo correr conforme o planejado, os métodos e algoritmos desenvolvidos durante o projeto MOST também podem ser aplicados aos dados da nova missão.
“A ideia aqui é que em dois anos ou mais, quando o projeto MOST terminar, teremos um sistema de protótipo para detectar a espessura do óleo que a NOAA pode usar e distribuir durante a resposta ao derramamento de óleo”, disse Jones. “Com a parceria da NASA com a NOAA, podemos transferir essas informações para aqueles que podem usá-las na prática”.
Jane J. Lee / Ian J. O'Neill
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
jane.j.lee@jpl.nasa.gov / ian.j.oneill@jpl. nasa.gov
Escrito por Esprit Smith, equipe de Earth Science News da NASA
Fonte: NASA / Editor: Naomi Hartono /14-12-2021
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-noaa-tech-will-aid-marine-oil-spill-response
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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