Anomalous spectral reflectance of vegetation species contaminated by hydrocarbons and its potential use in forewarning underground pipeline leakage / Estudo das alterações espectrais de três espécies vegetais como indicadoras de vazamentos precoces em dutos de transporte de hidrocarbonetos

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Essa pesquisa compreende a aplicação de técnicas de sensoriamento remoto (SR) no aprimoramento dos sistemas de detecção indireta de vazamentos de pequeno porte (<1% de pressão e vazão) em dutos de transporte de hidrocarbonetos (HCs). O objetivo geral do estudo foi verificar a possibilidade de detecção de alterações botânicas relacionadas à presença de gasolina (GSL) e diesel (DSL) no solo, através de respostas espectrais de espécies vegetais, no intervalo de 400 a 2500nm do espectro eletromagnético. As espécies abordadas compreendem três grupos distintos, entre os quais uma gramínea (Brachiaria brizantha (BR)), uma leguminosa (Neonotonia wightii (SJ)) e uma espécie de habito arbóreo (Eucalyptus camaldulensis (EUC)). A gramínea e a leguminosa são perenes e têm ampla ocorrência no território nacional. O ensaio foi realizado em casa de vegetação contendo 45 lisímetros, nos quais contaminações controladas e periódicas foram realizadas buscando-se simular, em escala reduzida, o sistema solo-vegetação de locais com vazamentos indetectáveis pelos sistemas usuais de monitoramento. As variáveis analisadas, incluindo altura, massa da matéria seca e fresca da parte aérea e raízes, conteúdo de pigmentos, amido, açúcar total, nutrição mineral da vegetação e fertilidade do solo, foram correlacionadas com as propriedades de refletância das folhas. Os resultados mostraram que as três espécies vegetais apresentaram alterações espectrais e morfo-fisiológicas relacionadas à presença de GSL e DSL no solo, porém, cada qual com volume de HCs e tempo de exposição distintos. A GSL foi o contaminante mais agressivo e as respostas fisiológicas e espectrais nas plantas submetidas a esse hidrocarboneto foram observadas mais precocemente quando comparada àquelas contaminadas por DSL. Entre as culturas estudadas, a SJ mostrou resultados mais significativos e anomalias em sua resposta espectral puderam ser observadas desde a primeira dose de contaminação. Além das alterações espectrais, a forte queda da massa da matéria da parte aérea proporcionou fácil detecção de áreas contaminadas, inclusive por sensores imageadores multiespecrais e, principalmente, hiperespectrais. A BR também apresentou resultados satisfatórios, especialmente com relação às alterações espectrais, que podem ser facilmente detectadas e diferenciadas do background nos lisímetros de controle, sem contaminação. O EUC mostrou ser a espécie mais resistente a contaminação e respostas espectrais evidentes foram observadas somente após a aplicação de quantidades maiores de HCs no solo. As três espécies apresentaram alterações específicas na região do SWIR em resposta à contaminação, correlacionadas com a metabolização de compostos de sacarídeos, podendo-se especificar padrões de estresse correlacionados com a presença dos HCs no solo. Desta forma, a pesquisa contemplou o objetivo de indicar um espécie vegetal mais suscetível à presença de baixas concentrações de HCs no solo e caracterizar espectralmente as alterações decorrente desta contaminação, possibilitando o desenvolvimento de novas técnicas de monitoramento fino da malha dutoviária nacional brasileira, seja através de sensores portáteis, aerotrasnportados ou orbitais.

ASSUNTO(S)

spectral analysis análise espectral hidrocarbonetos detectores de vazamento hydrocarbons leakage detection

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