Novas Soluções Técnicas para Derrame de Óleo Colocadas no Teste

Um sistema de marcação equipado com um módulo de caracterização de onda é montado em um skimmer para rastrear a localização do skimmer e as condições da onda durante as operações de resposta a derramamento. Imagem: Cortesia Ohmsett

Um skimmer foi testado em condições controladas para avaliar o impacto do dispersante misturado com o óleo cru no desempenho do skimmer. Imagem: Cortesia Ohmsett

Imagem: Cortesia Ohmsett

Um rotocraft equipado com um sensor infravermelho térmico capturou imagens de óleo emulsificado para validar as capacidades do sensor durante o teste de sensoriamento remoto financiado pela NOAA e BSEE. Imagem: Cortesia Ohmsett

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Nenhuma operação de resposta a dois derramamentos de óleo é a mesma. Cada um pode apresentar desafios novos e ainda mais difíceis para os respondedores ao derramamento, pois eles detectam, contêm e recuperam o óleo derramado. Diversos aspectos que afetam as operações de resposta a derramamentos de óleo podem ser o ambiente físico, o monitoramento de derramamentos, o uso de dispersantes químicos e a disponibilidade de tecnologia apropriada para a situação.

Alguns desafios foram enfrentados por meio de pesquisa e desenvolvimento tecnológico de técnicas para lidar com vazamentos. No entanto, o desenvolvimento de novas tecnologias pode ser um desafio em si, já que muitos países proíbem testes de equipamentos em águas abertas ou treinamento de resposta com o petróleo. Ao contrário de instalações menores que dependem de modelos em escala e substitutos do petróleo, a Ohmsett - a National Oil Spill Response Research & Renewable Energy Test Facility realiza testes, treinamento e pesquisa com equipamentos em escala real usando óleo real em condições repetitivas simuladas no mar.
Gerenciada pelo Bureau de Segurança e Fiscalização Ambiental (BSEE), a Ohmsett está empenhada em ajudar a melhorar os métodos e tecnologias disponíveis para detecção, contenção e remoção de derramamento de óleo. Ele fornece ao Bureau e a outros usuários das instalações de todo o mundo um ambiente único de teste e treinamento de resposta a derramamentos de óleo que simula condições do mundo real em um ambiente seguro e controlado. “Embora a Ohmsett seja uma instalação operada pelo governo, não é exclusivamente para uso das agências do governo dos EUA”, afirma John Delia, gerente da fábrica de Ohmsett. “Empresas privadas, agências governamentais estrangeiras e universidades usam a instalação para testar equipamentos, avaliar opções de aquisição e validar descobertas de pesquisas.”
A característica mais notável de Ohmsett é o tanque de teste de concreto acima do solo medindo 667 pés de comprimento por 65 pés de largura por 8 pés de profundidade, preenchido com 2,6 milhões de galões de água salgada cristalina. A instalação é equipada com um gerador de ondas, três pontes móveis com velocidades de até 6 nós, um laboratório de química de óleo / água e uma torre de controle totalmente computadorizada para coletar dados de vários sensores e câmeras de vídeo para síntese e análise.
Como a indústria de resposta exige tecnologias de derramamento de óleo mais avançadas e inovadoras, a BSEE apoiou o desenvolvimento de tecnologias emergentes financiando vários projetos na Ohmsett. Mais recentemente, a pesquisa incluiu um sistema de marcação de Identificação Georreferenciada equipado com um Módulo de Caracterização de Ondas, diminuindo os testes de espessura, recuperação mecânica de óleo tratado, mas não disperso, e sensoriamento remoto de manchas de óleo.

Sistema de marcação de identificação georreferenciada
A capacidade de rastrear remotamente as condições das ondas durante as operações de clonagem pode dar aos socorristas uma melhor compreensão do ambiente em tempo real e melhorar as operações durante um incidente de derramamento. Em um esforço para promover essas ferramentas, a BSEE financiou a AECOM, de Gaithersburg, Maryland, para desenvolver um sistema de identificação de identificação georreferenciada (GRID) equipado com um Wave Characterization Module (WCM). Quando montado em um skimmer, o sistema de marcação caracteriza o movimento das ondas do mar, rastreia a localização do skimmer e transmite as informações para os operadores e para outras pessoas em locais remotos.
“Este projeto irá melhorar a última geração de tecnologia GRID e permitir que os profissionais de resposta a derramamentos de óleo medem as características das ondas para refinar suas operações de clonagem”, disse Karen Stone, engenheira de resposta a derramamento de óleo da BSEE. “Ele também transmitirá dados para os comandantes de incidentes durante operações de vazamento para permitir a conscientização operacional em tempo real.”
A equipe da AECOM, liderada por Ben Schreib, avaliou o sistema GRID montado em um skimmer em condições de ondas na bacia de teste de Ohmsett. AECOM e seus subcontratantes, Midstream e Envigia, também desenvolveram uma boia flutuante de WCM para calcular as condições das ondas.
Durante a avaliação, os sistemas de marcação WCM e GRID foram anexados a um skimmer comercialmente disponível e submetidos a condições variáveis ​​de ondas, enquanto duas boias WCM identificaram altura de onda, comprimento de onda e período. A fim de coletar dados comparativos de ondas, as duas boias WCM foram operadas separadamente na mesma área que o skimmer.
Através de uma rede de malha através de WiFi, a AECOM foi capaz de comunicar a posição do skimmer e as informações de onda para um tablet com uma aplicação de interface de usuário feita sob medida e via satélite para uma plataforma de interface GIS baseada na web.
“Queríamos determinar se os algoritmos nas unidades GRID mediam com precisão as condições das ondas. Ohmsett tem uma boa noção da altura, duração e período exatos da onda, para que pudéssemos comparar as unidades GRID com a realidade ”, disse Stone. “Isso permitirá que os engenheiros da AECOM incorporem um 'fator de correção' durante certas condições de ondas para medir com mais precisão as condições oceânicas.”

Espessura lisa diminuindo
Durante as operações reais de resposta a derramamentos de óleo, não se pode presumir que um coletor de petróleo esteja recuperando óleo com uma espessura consistente. Em muitos casos, é provável que um skimmer funcione em uma mancha que diminua de espessura. Em um esforço para obter dados de pesquisa básica sobre o desempenho do skimmer, a BSEE conduziu testes de espessura decrescente em um açude e dois skimmers oleofílicos. O objetivo foi avaliar o desempenho dos skimmers para as taxas de recuperação de óleo e eficiência de recuperação de óleo, enquanto recuperava o óleo de incrustações incrementalmente mais finas.
“É importante entender como o desempenho de um skimmer é afetado quando operando, pois a espessura da camada diminui”, diz Kristi McKinney, engenheira da BSEE.
Nesta série de testes, a equipe da Ohmsett usou o Método de Teste Padrão ASTM F2709 para Determinar uma Taxa de Recuperação de Placas de Placas de Óleo Estacionárias, o padrão para testar o desempenho de skimmers estacionários em condições de águas calmas. O padrão exige testes, pois a espessura da camada diminui de 3 a 2 polegadas de óleo para criar as condições ideais necessárias para medir o desempenho máximo de um sistema de skimming; no entanto, eles incorporaram várias outras espessuras de óleo, variando de 2 polegadas a 1/8 de polegada. De acordo com McKinney, esta série de experimentos é a primeira desse tipo e representa uma continuação de dados de pesquisa básica associados à quantificação do desempenho do skimmer com parâmetros variáveis ​​de teste.

Recuperação mecânica de óleo tratado mas não disperso
Com o uso de dispersantes durante as operações de resposta, há alegações de que o óleo tratado que não foi dispersado pode tornar a contenção e a recuperação tradicionais mais desafiadoras do que o óleo não tratado. Em resposta a esses comentários, a BSEE conduziu uma pesquisa na Ohmsett para determinar se o petróleo bruto não disperso tratado com quantidades variáveis ​​de dispersante afeta as operações de contenção e recuperação mecânica.
Durante a primeira fase do projeto, dois skimmers oleofílicos, um com tambor liso e outro com discos de alumínio, foram testados independentemente em condições controladas. Utilizando a ASTM F2709 como diretriz, testes comparativos de petróleo bruto não tratado e tratado com intemperismo tratado foram conduzidos para determinar a taxa de recuperação de óleo e a eficiência de recuperação. "Resultados preliminares indicam que o desempenho de ambos os tipos de skimmer foi afetado pela presença de dispersantes no óleo", disse McKinney.
A segunda fase comparou a capacidade de uma barreira conter petróleo bruto e petróleo bruto misturado com dispersante. Utilizando o guia padrão ASTM F2084 para coleta de dados de desempenho da lança de contenção em ambiente controlado, como diretriz, uma barreira de cortina de 50 pés foi montada na ponte principal para simular o reboque no mar. O óleo foi pré-carregado no ápice da lança, que pode ser monitorada em tempo real usando duas câmeras subaquáticas de alta definição. A lança foi rebocada a velocidades incrementais para determinar quando ocorreu a primeira perda. "Também foram realizadas corridas em várias velocidades com o bruto bruto e tratado com dispersante para quantificar e comparar o volume de óleo perdido devido ao arrastamento", disse McKinney. “A BSEE está atualmente analisando os dados obtidos a partir desses testes, e pode realizar mais testes de skimmer e / ou boom para coletar dados adicionais.”

Sensoriamento remoto de manchas de óleo
O sensoriamento remoto mudou a maneira como a indústria de resposta a vazamentos assumiu o desafio de detectar, monitorar e medir manchas de óleo. A BSEE fez recentemente uma parceria com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) para avaliar diferentes plataformas de sensoriamento remoto usadas para avaliar derramamentos de óleo. Isso incluiu monitorar e medir com precisão a espessura das manchas de óleo da superfície.
A NOAA e a BSEE conduziram um estudo para obter um melhor entendimento das capacidades e limitações de vários sistemas na Ohmsett. O foco do projeto foi a identificação de emulsões de óleo de plataformas aéreas e de satélite com uma variedade de sensores, ao mesmo tempo em que coletava medições de espessura física in situ e de química do óleo em um ambiente de teste controlado.
Para o estudo, o pessoal da Ohmsett criou uma mancha de óleo emulsionada em larga escala sob condições naturais mas controladas e a manteve durante toda a avaliação. O óleo emulsionado no tanque era visto de vários ângulos e alturas com sistemas de sensores remotos montados na ponte principal, um veículo aéreo não tripulado, aeronaves de asas fixas e um helicóptero. Além disso, três satélites equipados com uma variedade de sensores foram encarregados de sobrevoar o tanque de teste de Ohmsett para capturar dados de sensoriamento remoto de alta resolução com a amostragem física na avaliação da mancha de óleo emulsionada.
O estudo permitiu que a equipe da BSEE e da NOAA obtivesse uma melhor compreensão da resolução do sensor e do impacto da altitude do sensor ao mesmo tempo em que caracterizava as emulsões de óleo na superfície. Também forneceu informações úteis para julgar as tecnologias e plataformas de sensoriamento remoto mais eficientes para a resposta do mundo real e a oportunidade de aprimorar essas técnicas para futuras respostas a derramamentos e avaliações de danos relacionadas.
Uma lista mestra de projetos de pesquisa de resposta a derramamentos de óleo realizados pelo BSEE em Ohmsett pode ser encontrada em https://www.bsee.gov/what-we-do/oil-spill-preparedness/oil-spill-response-research/master- pesquisa de lista de derramamento de óleo.

Sobre o autor

Jane-Ellen Delgado é especialista sênior em comunicações de marketing da Ohmsett Facility. Ela está na Ohmsett desde 2004 gerenciando o marketing, publicidade, publicidade e branding das instalações. A Sra. Delgado possui um MBA em Marketing pela City University of Seattle, WA e um BS em Jornalismo pela Universidade Estadual de Nova York em Brockport. Na WEB: www.ohmsett.com