Sistema de informação para a modelação matemática de derrames de hidrocarbonetos em ambiente marinho

Abstract

O Trabalho realizado teve como objectivo a construção de um sistema de informação para a modelação matemática de derrames de hidrocarbonetos em ambiente marinho (SIMDHAM). Com este sistema pretende-se criar uma ferramenta de gestão e apoio à decisão em situações de acidentes com produtos petrolíferos derramados em águas costeiras. Desta forma, foram identificados os principais fenómenos responsáveis pelo transporte e degradação de produtos petrolíferos no mar, nomeadamente de hidrodinâmica marinha, de transporte, de dispersão e de degradação dos hidrocarbonetos derramados. O sistema criado é constituído por três componentes: bases de dados, modelos matemáticos e sistema de informação geográfica. As bases de dados são referentes a informações geoinformáticas, aspectos ambientais, acidentes e produtos petrolíferos derramados. Esta informação foi processada de forma a ser utilizada nos modelos matemáticos utilizados. Foram integrados no SIMDHAM os seguintes modelos: hidrodinâmicos (RMA2 e POM); transporte (RMA4, eulariano e GNOME, lagrangeano); de degradação quimica (ADIOS2 e OILDEGRAD) e biológica (BIODEGRAD). Os modelos OILDEGRAD e BIODEGRAD resultam da implementação em código FORTRAN das equações descritivas destes processos, desenvolvida no ambito deste trabalho. Foram comparados os dois modelos de transporte e identificadas as suas principais potencialidades e limitações relativamente a situações de derrames petrolíferos. Os modelos OILDEGRAD e BIODEGRAD foram implementados e testados com base em trabalhos anteriormente realizados, demonstrando um bom desempenho. O SIMDHAM foi testado para o caso do derrame do N/T Prestige, que ocorreu ao largo da costa Noroeste da Peninsula Ibérica em Novembro de 2002.

The objective of the current work was the construction of an information system for the mathematical modeling of oil spills in marine environment (SIMDHAM). This system willl serv as a decision support tool for the management of oil spill events in costal waters. The most important phenomena responsible for the transportation and degradation of oil products in the sea, were identified, namely marine hydrodynamics, transportation, dispersion and degradation of spilled hydrocarbons. The system has three components: data base, mathematical models, and a Geographic Information System. The data base refers to geoinformatics information, environmental and accidents data, and oil spills products. This informations is processed in a way that can be applied in the mathematical models. A set of models was implemented: hydrodynamics (RMA2 and POM); transport (eulerian RMA4 and lagrangean GNOME); chemical degradation (ADIOS2 and OILDEGRAD) and biological degradation (BIODEGRAD). There were used two hydrodynamic models, two transportation models and three degradation models. The models OILDEGRAD e BIODEGRAD were implemented in FORTRAN codes for the resolution of the equations describing these processes. A comparation of the two transport models was made being identified their main potentialities and limitations, regarding the oil spills events. The models OILDEGRAD e BIODEGRAD were implemented and tested based on previsiously works, and a good performance was registed. The SIMDHAM was applied to the N/T Prestige oil spill case occurred in the Noth-western coast of the Iberic Peninsule, in November of 2002.