Alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE BIOCIÊNCIAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA

LETÍCIA AURORA COELHO DA SILVA

ALTERNATIVAS TÉCNICO-METODOLÓGICAS PARA A

DETECÇÃO DE CETÁCEOS DURANTE ATIVIDADES DE

PROSPECÇÃO SÍSMICA.

NATAL 2019

Letícia Aurora Coelho da Silva

Alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante

atividades de prospecção sísmica.

Natal/RN 2019

Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Psicobiologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte para obtenção do título de Mestre em Psicobiologia, área de concentração Estudos do Comportamento.

Orientador: Profª. Renata Sousa-Lima Coorientador: Prof. Artur Andriolo

Silva, Letícia Aurora Coelho da.

Alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica / Leticia Aurora Coelho da Silva. - 2019.

51 f.: il.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Biociências, Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia, Natal, RN, 2019.

Orientadora: Profa. Dra. Renata Sousa-Lima. Coorientador: Prof. Dr. Artur Andriolo.

1. Odontocetos Dissertação. 2. Poluição acústica

-Dissertação. 3. Mascaramento acústico - -Dissertação. I. Sousa-Lima, Renata. II. Andriolo, Artur. III. Título.

RN/UF/BCZM CDU 591.5

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI

Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede

Letícia Aurora Coelho da Silva

Alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Psicobiologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do título de Mestre em Psicobiologia (Área de concentração: Estudos do comportamento).

Banca examinadora

Profª. Drª. Renata Sousa-Lima (Presidente) Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

Prof. Dr. André Barreto (Membro externo) Universidade do Vale do Itajaí – Univali

Dr. Cristiano Parente (Membro externo) Pesquisador independente

Agradecimentos

Agradeço a minha família, Airton, Sandra e Larissa, pelo amor, apoio, segurança e a imensa felicidade que sempre tive, toda a base que me faz avançar e me superar vem de vocês. Obrigada por estarem do meu lado durante essa e muitas outras jornadas. Vocês são tudo.

Incluo dentro de minha família, você Andréa, porque é exatamente isso que você é. Todos esses anos de amor, cuidado, parceria, troca e apoio, me mudam todos os dias para melhor little one. Obrigada por ter vindo à Natal junto comigo, por ter encarado essa aventura e por compartilhar comigo todas as suas manhãs, tardes e noites. Eu amo você.

Aos meus avós, vô Chico, vó Carminha, vô Gunga e vó Alzira, obrigada, vocês são os primeiros elos dessa corrente que faz de mim quem eu sou.

Aos meus tios e super primo, que tenho tanta sorte, vocês são meus meio pais e meus meio irmãos. Tia Silvana, tia Cássia, tio Adilson, tio Carlos, tia Luciana, tio César, tio Evandro, tia Andréia, tio Rodrigo, tia Juliana, tio Guto e Miguel. MUITO OBRIGADA. Nós aprendemos a amar pela maneira que fomos amados.

Agradeço também a minha orientadora Renata por todos os aprendizados que tive nesses dois anos, pelas oportunidades que foram incríveis e pela amizade que recebi.

Aos meus amigos e pessoas incríveis que Natal me deu, obrigada por terem me ajudado a fazer uma casa aqui. Os amigos que o LaB me deu, Belinha, Cibele, Divna, Eli, Lara, Luane, Samara, Alan e Marcos e aos meus bonobos favoritos, Marília, Diogo e Felipe.

“I tell my students, ‘When you get these jobs that you have been so brilliantly trained for, just remember that your real job is that if you are free, you need to free somebody else. If you have some power, then your job is to empower somebody else. This is not just a grab-bag candy game.” — Toni Morrison

Resumo

Um dos ruídos antropogênicos mais intensos que ocorre nos oceanos é causado pela utilização de air guns para prospecção sísmica. Os maiores níveis de energia produzidos pela prospecção sísmica se sobrepõem às frequências de som emitidas por Misticetos, e a maioria de suas emissões sonoras estão dentro do alcance auditivo dos Odontocetos. Pesquisas brasileiras deveriam continuar a contribuir com conhecimento cientifico para o aprimoramento das medidas mitigatórias desses efeitos em nosso país e no desenvolvimento de técnicas de detecção de cetáceos no contexto das operações sísmicas offshore. A detecção de cetáceos envolve o monitoramento da biota marinha, sendo este: a) monitoramento visual; e b) monitoramento acústico passivo (MAP). Foram utilizadas como plataformas independentes e de monitoramento simultâneo, a plataforma sísmica (navio sísmico); e a plataforma auxiliar (navio auxiliar ao sísmico). No presente estudo, tem-se como objetivo geral: comparar alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica. Os objetivos específicos são: a) verificar se há diferença no número total de detecções visuais por dia e no valor máximo de detecção acústica por hora de gravação entre as plataformas; e b) verificar se há associação de detecção visual de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos, grandes cetáceos e ou cachalotes) e detecção acústica de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos e ou cachalotes) com as plataformas de monitoramento. Dos 28 dias de coleta de dados, foram realizados 68 eventos de avistagens (com 110 indivíduos avistados) pela plataforma sísmica e foram realizados 70 eventos de avistagem (com 163 indivíduos avistados) pela plataforma auxiliar. Durante os 10 dias utilizados para a análise estatística dos dados acústicos, 15 horas foram utilizadas, pois essas são as horas que possuem horas correspondentes gravadas entre as plataformas, a plataforma auxiliar detectou um total de 6422 sinais acústicos de cetáceos e a plataforma sísmica detectou um total de 1143 sinais acústicos. Não foi verificado diferença significativa no número total de detecções visuais de cetáceos entre as plataformas, porém a plataforma auxiliar possuiu uma associação geral melhor com os grupos de cetáceos avistados quando considerado eventos de avistagem e indivíduos avistados, como também possuiu o maior valor máximo de detecção acústica por hora e a melhor associação geral com todos os grupos de sinais acústicos de cetáceos. Se recomenda utilizar a plataforma auxiliar para realizar o monitoramento visual e o MAP de cetáceos, pois essa foi a plataforma que possuiu um desempenho geral melhor, mas para efeito de mitigação, seria vantajoso realizar monitoramento visual sobre o navio sísmico também.

Abstract

One of the most intense anthropogenic noises occurring in the oceans is caused by the use of air guns for seismic surveys. The highest energy levels produced by seismic surveys overlap the sound frequencies emitted by baleen whales, and most of their noise emissions are within the toothed whale's auditory range. Brazilian research should continue to contribute with scientific knowledge for the improvement of seismic surveys mitigation measures in our country and contribute with the development of cetacean detection techniques in the context of offshore seismic operations. The detection of cetaceans involves monitoring the oceans in two ways: a) visual monitoring; and b) passive acoustic monitoring (PAM). Were used as independent platforms of simultaneous monitoring, the seismic platform (seismic vessel) and the auxiliary platform (seismic auxiliary vessel). In the present study, the main objective is to compare technical-methodological alternatives for the detection of cetaceans during seismic surveys activities. The specific objectives are: a) to verify if there is a difference in the total number of visual detections per day between the platforms; b) to verify is there is a difference in the maximum value of acoustic detection per hour of recording between the platforms; and c) to verify if there is an association of visual detection of groups of cetaceans (baleen whales, toothed whales, large cetaceans and sperm whales) and acoustic detection of groups of cetaceans (baleen whales, toothed whales and sperm whales) with the monitoring platforms. During the 28 days of data collection, 68 sighting events (with 110 individuals sighted) were performed by the seismic platform and 70 sighting events (with 163 individuals sighted) were performed by the auxiliary platform. During the 10 days used for the statistical analysis of the acoustic data, 15 hours were used, as these are the hours that have corresponding hours recorded between the platforms. The auxiliary platform detected a total of 6422 acoustic cetacean signals and the seismic platform detected a total of 1143 acoustic signals. There was no significant difference in the total number of cetacean visual detections between the platforms, but the auxiliary platform had a better overall association with cetacean groups when considered sighting events and individuals sighted, and also had the highest maximum acoustic detection value per hour and the best general association with all acoustic groups of cetaceans. It is recommended to use the auxiliary platform to perform the visual monitoring and PAM of cetaceans, since this platform had the better overall performance. For mitigation purposes, it would be also advantageous to perform visual monitoring from the seismic vessel as well.

Sumário

3.1 Área de estudo e plataformas de monitoramento ... 20

3.2 Coleta de dados ... 21

3.2.1 Plataformas de monitoramento ... 21

3.2.2 Aquisição de dados visuais ... 22

3.2.3 Aquisição de dados acústicos... 23

3.3 Definições e pressupostos para análise ... 24

3.3.1 Definição de detecção visual ... 24

3.3.2 Definição de detecção acústica ... 24

3.3.3 Pressuposto para realização do teste estatístico ... 25

3.4 Processamento e análise dos dados visuais ... 26

3.5 Processamento e análise dos dados acústicos ... 27

4. Resultados ... 28

4.1 Monitoramento visual ... 28

4.1.1 Comparação entre o número total de detecções visuais por dia de amostragem registradas pelas duas plataformas ... 28

4.1.2 Associação de detecção visual de grupos de cetáceos, considerando eventos de avistagem, com as plataformas de monitoramento ... 29

4.1.3 Associação de detecção visual de grupos de cetáceos, considerando número de indivíduos avistados, com as plataformas de monitoramento ... 32

4.2 Monitoramento acústico passivo ... 35

4.2.1 Comparação entre valor máximo de detecções de sinais de cetáceo por hora de gravação acústica entre as duas plataformas ... 35

4.2.2 Associação de detecção acústica de grupos de cetáceos com as plataformas

de monitoramento ... 36

5. Discussão ... 39

6. Conclusão ... 42

11 1. Introdução

A transmissão de sons nos oceanos é vantajosa sobre a transmissão de luz, uma vez que nesse meio há pouca perda de energia durante a transmissão de um sinal acústico. Isso fez com que o uso dos sons nos oceanos tem se estabelecido na evolução como a modalidade sensorial de longo alcance predominante para organismos de vida marinha. Porém, o ambiente aquático é repleto de sons de diversas fontes, e além dos sons biológicos (biofonia), encontramos também mais duas fontes de acústicas. Uma dessas fontes é a geofonia, composta por processos climáticos e geológicos, como: vento, chuva, terremotos e quebra de icebergs; outra fonte é a antropofonia (Gage; Ummadi; Shortridge; Qi & Jella, 2004), muito mais recente na história evolutiva dos organismos, composta por processos humanos, como: transporte comercial, prospecção de gás natural e petróleo, operações navais, pesca e pesquisa. Juntas, essas fontes acústicas formam a paisagem acústica do ambiente.

A paisagem acústica do oceano varia através de frequências, locais e períodos de tempo (Hildebrand, 2009). Em frequências baixas (10 – 1000 Hz), a propulsão de navios, a prospecção sísmica, vocalizações de baleias (misticetos) e vento, são fontes acústicas comuns, que possuem diferentes níveis de ocorrência e intensidade dependendo do local e período. Por exemplo, em águas profundas no nordeste do Oceano Pacífico, os níveis de espectro de pressão sonora a 40 Hz têm aumentado 3 dB por década nos últimos 40 anos, essa mudança foi atribuída principalmente, a um aumento no transporte comercial e a exposição das águas profundas do local a bacia do Oceano Pacífico (McDonald, Hildebrand, & Wiggins, 2006).

Por outro lado, em um local próximo de águas rasas, protegidas dos sons de águas profundas, a 40 Hz, os níveis de espectro de pressão sonora, permaneceram relativamente constantes e mais baixos (por 20 dB) nos últimos 50 anos (McDonald, Hildebrand, Wiggins, & Ross, 2008).

Porém, o rápido avanço da exploração dos recursos marinhos pelo ser humano vem causando por consequência, um aumento da antropofonia, o que pode ser conflitante com as adaptações dos sistemas sensoriais dos organismos marinhos atuais. Sons não desejados, também chamados de ruído, podem causar sombreamentos sonoros em alguns locais do oceano, potencialmente inibindo a detecção ou a identificação de sons importantes.

12 Para os peixes, os sons são utilizados para navegação, seleção de habitat, comunicação e para reprodução (Bass & McKibben, 2003; Simpson, Meekan, Montgomery, McCauley, & Jeffs, 2005); para as baleias dentadas (odontocetos), as ondas sonoras evoluiram para um sistema complexo de ecolocação que permite detectar e rastrear presas (Au, 1993) e para o grupo das baleias de cerdas (misticetos), o som é utilizado como um sistema de comunicação a longas distancias, que facilita a reprodução e interação entre indivíduos (Edds-Walton, 1997). Um dos ruídos antropogênicos mais intensos que ocorre nos oceanos, é causado pela exploração sísmica (Goold, 1996). Com a utilização de canhões de ar comprimido (air guns), ondas sonoras são geradas, para exploração das características geológicas abaixo do leito do mar (Goold, 1996; Goold & Fish, 1998; Nieukirk, Stafford, Mellinger, Dziak, & Fox, 2004).

Um dos métodos utilizados para realizar a exploração sísmica exige grandes navios capazes de rebocar matrizes de cabos de air guns e de hidrofones que ficam suspensos na coluna de água por quilômetros de comprimento (Goold, 1996). A utilização do air gun possui a finalidade de criar ondas sonoras que penetrem o leito marinho, a liberação brusca do ar comprimido resulta na formação de uma bolha de expansão e contração rápida, que irá colapsar produzindo som de baixa frequência (Sub-kilohertz) que irá refletir de forma diferente conforme as descontinuidades dos estratos rochosos e assim, a cadeia de hidrofones suspensos na coluna de água captura o sinal (Greene & Richardson, 1988; Goold, 1996; Goold & Fish, 1998).

A amplitude do som que um air gun consegue emitir, é de 200-255 dB re 1µPa, em intervalos de 10-15 segundos (Barger & Hamblen, 1980; Richardson, Greene, Malme, & Thomson, 1995), o ruído que o air gun produz é de banda larga, possuindo uma frequência dominante de 10 Hz – 1 kHz, se sobrepondo a frequência dominante usada pelos misticetos, estes, são animais mais sensíveis as atividades sísmicas do que os Odontocetos (Nowacek, Thorne, Johnston, & Tyack, 2007; Richardson et al., 1995; Richardson & Würsig 1997). Ainda assim, o componente de alta frequência do ruído dos air guns também se sobrepõe com o alcance auditivo de muitos odontocetos (0 kHz – 150 kHz), tendo potencial de perturbar também esses animais que se comunicam utilizando sons de alta frequência (Kellog, Kohler, & Morris, 1953; Schevill & Lawrence, 1953; Caldwell & Caldwell, 1968; Barger & Hamblen, 1980; Au, 1993; Goold & Fish, 1998).

A audição e o comportamento de produção de sinais acústicos são dois fatores que regem a biologia dos cetáceos e moldaram sua evolução. Os odontocetos são capazes de produzir diversos tipos de sinais acústicos, como por exemplo, clicks de ecolocalização de banda larga espécie-específico, que podem possuir um pico de energia de entre 0 a 200 kHz,

13 usados para “enxergar” seu ambiente, através da análise do eco de seus pulsos ultrassônicos (Ketten, 2000). A produção e a capacidade de ouvir sons também desempenha papeis importantes nos comportamentos de caça. Nachtigall (1980) e Au (1993) fizeram revisões sobre a capacidade de discriminação que os clicks de odontocetos possuem, sendo capazes de discriminar formas de alvos, comprimento, diâmetro de cilindros, distância do alvo, o material de composição do alvo, alvos sólidos e alvos ocos, a grossura de uma parede e textura. Au, Branstetter, Benoit-Bird, & Kastelein (2009) indicam que odontocetos conseguem discriminar e reconhecer espécies especificas de presas, permitindo assim um forrageamento seletivo.

Outro uso importante do som para os cetáceos, é o da comunicação social. Os odontocetos possuem assovios com variação em média de 4 a 16 kHz, porém algumas espécies como orcas emitem assobios que ultrapassam os 20kHz (Samarra et al. 2010, Simonis et al. 2012, Filatova et al. 2012, Andriolo et al. 2015). Os assobios podem ser constantes em frequência ou modulados pela frequência, para comunicação social (Tyack & Clark, 2000) assim usando um espaço acústico significativamente amplo.

Já a extensão auditiva de odontocetos varia de ~0,09 kHz a ~180kHz (Ketten, 2000), sendo sensíveis aos ruídos de alta frequência de air guns em atividade, que se sobrepõem as frequências de vocalização e audição desse grupo.

Misticetos, de modo geral, possuem vocalizações mais graves em frequência, do que as dos odontocetos. Seu pico de espectro varia entre 0,012 kHz a 3 kHz. Os sinais acústicos mais comuns em Misticetos são gemidos de baixa frequência (0,4 a 40s, com fundamental de 3200Hz), chamados comuns (pico de impulso <1 kHz), chamados complexos (pulso de banda larga AM ou FM), e cantos complexos, que variam em frases e espectro (Payne & McVay, 1971; Ketten, 2000).

É mais difícil medir os impactos que sons antropogênicos causam em Misticetos, pois há poucos audiogramas realizados para esse grupo. Rosowski (1991) e Ruggero e Temchin (2002), através de representações do ouvido interno, médio e externo de Misticetos, simularam audiogramas para o grupo. Em estimativa de audiograma, Tubelli, Zosuls, Ketten, Yamato e Mountain (2012) encontraram que o alcance preditivo de audição combina com o alcance real de vocalização, sugerindo assim, que as frequências graves que as matrizes de air guns produzem se sobrepõem com os sinais emitidos pelos Misticetos.

Com o passar dos anos, o uso de testes sísmicos e outras aplicações de sons de baixa frequência nos oceanos passaram a ser cada vez mais utilizados, e com isso, a preocupação com os impactos destes sons em mamíferos marinhos, também aumentou (Castellote & Lorens,

14 2016; Monaco, Ibáñez, Carrión, & Tringali, 2016; Wright & Cosentino, 2015; Blackwell et al., 2015; Lavender, Bartol, & Bartol, 2014; Iorio & Clark, 2009; Nowacek et al., 2007; Weir & Dolman, 2007; Weilgart, 2007; Bain & Willians, 2006; Gordon et al., 2003; Stone, 2003; Goold & Fish, 1998; Richardson et al., 1995).

Dentre as consequências comportamentais, o comportamento de evasão é muito citado para Misticetos. Trabalhos como os de Goold (1996) e Stone (2003) sugerem que muitas espécies evitam áreas próximas as fontes de ruídos ativas das atividades sísmicas. A pelo menos, 20 km de distância da fonte de disparos de air guns, baleias-da-Groenlândia (Balaena mysticetus) demonstram comportamento de evasão, e em comparação com os dias em que não houveram disparos, foi registrado uma redução significativa nas avistagem dessa espécie em uma área de 20-30 km (Richardson, Miller, & Greene, 1999). Blackwell et al. (2015) investigaram dois limiares que modificavam o comportamento de chamado das Baleias-da-Groenlândia, quando o nível de exposição acústica cumulativa (CSEL10-min – cumulative sound exposure level) ultrapassava 127 dB re 1 μPa2s, a taxa de chamado das baleias diminuía significativamente, e quando o CSEL10-min ultrapassava 160 dB re 1 μPa2s as baleias cessavam seus chamados.

Baleias cinzentas (Eschrichtius robustus) demonstram comportamento de evasão ao ruído de air guns quando estes atingem 164 dB re:1µPa, se movendo para direção contraria ou para áreas onde a topografia as protege do ruído (Malme, Miles, Clark, Tyack, & Bird, 1984). Würsig et al. (1999) encontraram indícios de evasão de áreas que estavam próximas a 24km da fonte de disparos de air guns e mudanças de comportamento a 30km da fonte de disparos. McCauley, Jenner, Jenner, McCabe e Murdoch (1998) registraram comportamento de evasão em baleias jubarte (Megaptera novaeangliae) dentro de 3km da fonte de ruído de air guns e mudanças na rota de migração, com modificação no comportamento de natação, as baleias apresentavam uma natação acelerada próxima a superfície com nado errático. McDonald, Hildebrand e Webb (1995) registraram mudança de rota em baleias azuis (Balaenoptera musculus) a partir de 10km da fonte de ruído dos air guns.

Os resultados de Dunlop et al. (2015), sugerem que grupos de baleias jubarte (Megaptera novaeangliae) responderam ao disparo de um air gun de 20 polegadas cúbicas, diminuindo a velocidade de sua rota original e diminuindo o tempo de mergulho. Dunlop et al. (2018), observou que grupos de baleia jubarte em migração eram mais prováveis a demonstrar comportamento de evasão, se distanciando da fonte de disparos de air gun, quando o nível de exposição de som era maior que 130 dB re 1 μPa2_{s a 4 km da fonte. Durante atividade de}

15 prospecção sísmica na costa norte de Angola, Cerchio, Strindberg, Collins, Bennett, & Rosenbaum (2014), observaram que o número de cantores de baleia jubarte diminuiu significativamente com o aumento dos níveis recebidos de pulsos da prospecção sísmica.

Iorio e Clark (2010), encontraram um aumento na vocalização de baleias azuis em dias que a prospecção sísmica acontecia, sugerindo um comportamento de compensação, devido ao alto nível de ruído ambiente. Outras mudanças comportamentais também são registradas para o grupo, como a redução de intervalos de superfície, duração do mergulho e números de borrifos para espécie baleia cinzenta (Eschrichtius robustus) a distancias até 73 km de navios sísmicos (Malme, Würsig, Bird, & Tyack, 1988).

Os dados em literatura sobre mudanças comportamentais em razão as atividades de prospecção sísmica em odontocetos é mais escasso. Das espécies investigadas, as cachalotes (Physeter macrocephalus) possuem o maior número de registros. As cachalotes são os maiores odontocetos e por isso, supõem-se que elas possuem uma audição melhor para sons graves do que odontocetos menores, podendo assim, ser mais sensíveis aos ruídos dos navios sísmicos. Mate, Stafford e Ljungblad (1994) registraram um comportamento de evasão na espécie no Golfo do México, onde a densidade da população decaiu 1/3 após dois dias do começo das atividades sísmicas e foi a 0, a partir de cinco dias de atividade. Bowles, Smultea, Würsig, DeMaster e Palka (1994) observaram que as cachalotes pararam suas vocalizações por alguns momentos enquanto o navio sísmico estava disparando os air guns a uma distância de 370 km, nas proximidades da Ilha Heard, Oceano Antártico.

Comportamentos de evasão de uma área próxima a fonte dos disparos de air gun também foi registrado em golfinho-pintado-do-atlântico (Stenella frontalis), em regiões da costa de Angola (Weir, 2008). Comportamentos representativos de estresse foram documentados em golfinhos-nariz-de-garrafa (Tursiops truncatus), como repetição de assobios aumentada, e a aproximação das embarcações, que pode refletir uma superestimulação pelo ruído ambiental (Buckstaff, 2004). Goold (1996) registrou uma menor atividade acústica na espécie golfinho comum (Delphinus delphis) durante as atividades sísmicas, a 1km da fonte do ruído.

Tradicionalmente, os efeitos negativos provenientes da prospecção sísmica na biologia dos Odontocetos têm sido menos investigados, mesmo esse grupo sendo mais abundante e diverso. São necessárias mais pesquisas focadas nesses animais para que seja possível avaliar os impactos que essas atividades causam no grupo. Com essa preocupação, muitos países desenvolveram guias para realizar o monitoramento da biota marinha enquanto atividades

16 antrópicas acontecem no oceano, a fim de entender os efeitos dessas atividades na comunidade e no ambiente. O primeiro deles foi o Reino Unido, o documento foi desenvolvido após uma série de eventos e experimentos feitos nos oceanos de 1985 a 1995 que impactaram cetáceos (Parsons, Dolman, Wright, Rose, & Burns, 2008; Weilgart, 2007; Simmonds & Lopez-Jurado, 1991) através da antropofonia. O departamento do meio ambiente (Joint Nature Conservation Committee, JNCC) publicou Guidelines for minimising acoustic disturbance to small cetaceans, aimed primarily at reducing such disturbance from seismic surveys (Stone, 1997) em 1995, especialmente com a intenção de mitigar o distúrbio acústico causado pelas atividades da prospecção sísmica nos pequenos cetáceos. Esse guia foi o primeiro documento nacional desenvolvido para monitoramento dos efeitos da prospecção sísmica, e consequentemente, se tornou a base para as medidas de mitigação internacionais voltadas para poluição sonora durante essa atividade. Um dos métodos de mitigar os possíveis impactos das atividades de prospecção sísmica nos cetáceos, é detectar, da melhor maneira possível, a presença dos mesmos na área.

As medidas de mitigação dos efeitos das atividade sísmicas, em relação a detecção de cetáceos que vem sendo utilizadas em conjunto por regiões ao redor do mundo, são: a) monitoramento visual de cetáceos, através de observadores de bordo com a responsabilidade de realizar o monitoramento visual de cetáceos na superfície do mar em volta do navio sísmico em atuação, durante todas as horas de luz do dia; e b) monitoramento acústico passivo (MAP), através de operadores que irão monitorar a atividade acústica da área, sendo possível ser realizada pelas 24 horas do dia, durante o transecto do navio sísmico; porém esse tipo de monitoramento é somente obrigatório em algumas regiões do mundo.

A função do observador de bordo no Brasil é de monitorar visualmente os cetáceos, através de uma metodologia estabelecida, a fim de detectar a presença de animais de forma padronizada, facilitada muitas vezes por comportamentos conspícuos que alguns cetáceos possuem, e assim, solicitar o desligamento dos air guns, sempre que um cetáceo for detectado a uma certa proximidade do navio sísmico (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis [IBAMA], 2018). Porém, o monitoramento visual é limitado ao dia, pois somente nesse período a observação visual é possível. Condições climáticas como neblina, intensidade de brilho do sol na água (Simon et al., 2010), estado de mar maior que 5, neblina ou precipitação intensa (Parsons et al., 2009) também possuem efeitos negativos consideráveis para a realização do monitoramento visual.

17 O monitoramento acústico passivo (MAP) é reconhecido como uma técnica de detecção de cetáceos que pode enriquecer o monitoramento visual que já ocorre (Akamatsu, Wang, Wang, & Wei, 2001; Kimura et al., 2009; Zimmer, 2011; Ribeiro, Sugai, & Campos-Cerqueira, 2017; Verfuss et al., 2018, Andriolo et al. 2018), por poder ser realizado com uma independência maior sobre o estado de mar (detecta animais submergidos ou encobertos por ondas grandes), clima (detecta animais durante chuva, neblina ou intenso brilho do sol sobre a água) ou horário do dia (detecta animais durante a noite também) caso os animais estejam vocalizando. Se utiliza tradicionalmente hidrofones e gravadores instalados no navio sísmico, para realizar a detecção acústica das espécies de cetáceos que estiverem na área de deslocamento do navio. Os hidrofones mais utilizados são os de matriz rebocável pelo navio sísmico, permitindo a detecção de indivíduos que não estejam visíveis na superfície do mar durante todo transecto de prospecção sísmica.

A atualização do documento brasileiro de monitoramento da biota marinha em 2018, torna como obrigatório o uso do MAP para complementar o monitoramento visual, com a intenção de aumentar a capacidade de detecção de cetáceos durante a prospecção sísmica (IBAMA, 2018).

Porém, as vantagens que o MAP proporciona podem também ser neutralizadas, caso a poluição sonora do ruído dos air guns instalados a bordo do navio sísmico mascararem o som emitido por alguns cetáceos. O mascaramento do som de cetáceos pode acontecer de duas maneiras não excludentes: mascaramento de energia acústica e mascaramento de informação acústica (Ihlefeld & Shinn-Cunningham, 2008; Yost, Fay & Popper, 2008). Para um som possuir o potencial de mascarar outro através da energia acústica, o som precisa possuir energia na mesma faixa de frequência e precisa ocorrer ao mesmo tempo que o sinal de interesse, que então, se torna inaudível. O mascaramento de informação aparenta acontecer durante uma etapa mais avançada do processo auditivo, ocorrendo quando o sinal de interesse ainda é audível, porém, não se consegue diferencia-lo completamente de um ruído que possui características semelhantes (Watson, 1987; Brungart, 2005).

Nieukirk, Stafford, Mellinger, Dziak, & Fox (2004) relatam que o ruído dos air guns causaram mascaramento do som de misticetos e dificultaram a análise dos sons gravados na região da cordilheira mesoatlântica. Clark et al. (2009) sugerem que a faixa de ampla frequência que o som dos air guns ocupam, possui a mesma capacidade de mascaramento acústico de sons de cetáceos que o ruído causado pelo motor de embarcações possui.

18 . O monitoramento visual de cetáceos costuma ocorrer a bordo do navio sísmico, o que pode ser vantajoso pela altura superior do navio sísmico em relação à navios auxiliares, pois aumentando a altura do observador de bordo, se aumenta a resolução com a qual os observadores podem medir o ângulo do avistamento e permite aos observadores a avistar os animais mais distantes (Dawson, Wade, Slooten & Barlow, 2008).Já o MAP costuma ocorrer a bordo de um navio auxiliar que é desprovido de instrumentos de prospecção sísmica, assim, captar sons de cetáceos nessa plataforma, possui o potencial de diminuir o efeito que o som dos air guns possuem em mascarar os sinais acústicos de alguns cetáceos.

Apesar das aparentes vantagens de se realizar o monitoramento visual e o MAP em plataformas diferentes, ainda não existem pesquisas de comparação sobre quais seriam as melhores combinações de tipo de monitoramento (visual e/ou acústico passivo) e de plataforma (navio sísmico ou navio auxiliar) utilizadas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica.

19 2. Objetivos

2.1 Objetivo geral

Comparar alternativas técnico-metodológicas para a detecção de cetáceos durante atividades de prospecção sísmica.

2.2 Objetivos específicos

Verificar se há diferença no número total de detecções visuais por dia de amostragem registradas pela plataforma sísmica em comparação com o registro da plataforma auxiliar.

Verificar se há associação de detecção visual de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos, grandes cetáceos e ou cachalotes) com as plataformas de monitoramento.

Verificar se há diferença no valor máximo de detecções de sinais de cetáceo por hora de gravação acústica entre a plataforma sísmica e a plataforma auxiliar.

Verificar se há associação de detecção acústica de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos e ou cachalotes) com as plataformas de monitoramento.

20 3. Material e Método

3.1 Área de estudo e plataformas de monitoramento

A coleta de dados e a prospecção sísmica aconteceram em partes da Bacia de Campos e da Bacia de Santos, do dia 16 de agosto à 12 de setembro de 2016. Foram percorridas ~2041,66 milhas náuticas, sendo esse, o trajeto realizado pelo navio sísmico Ramform Challenger para realizar a prospecção sísmica (Figura 1). O tipo de prospecção sísmica utilizada foi de 2D com cabos flutuantes.

Figura 1. Trajeto utilizado pelo navio sísmico Ramform Challenger para realização de suas atividades de prospecção sísmica, saída e entrada de portos.

Foram utilizadas duas plataformas independentes para realizar o monitoramento visual e o MAP das espécies de cetáceos. Umas das plataformas foi o navio de prospecção sísmica

21 Ramform Challenger (plataforma sísmica), e a outra, sua embarcação de apoio BM AUGE (plataforma auxiliar), desprovido de instrumentos de prospecção sísmica, que se mantinha frequentemente a 3 milhas náuticas à frente.

Os 28 dias de coletas de dados foram utilizados nas análises estatísticas dos dados visuais, mas somente 10 desses dias foram utilizados para as análises estatísticas dos dados acústicos, pois somente nesses dias as duas plataformas registraram gravações acústicas, sendo esses, os dias que podem ser utilizados para comparação.

3.2 Coleta de dados

3.2.1 Plataformas de monitoramento

O navio de prospecção sísmica Ramform Challenger recebeu o nome de plataforma sísmica. Este navio possui comprimento total de 86,2 metros e largura extrema de 39,6 metros. A altura aproximada da bridge onde o monitoramento visual de cetáceos acontecia é de aproximadamente 12m.

O navio sísmico Ramform Challenger realizou o monitoramento visual e monitoramento acústico passivo das espécies de cetáceos da área do transecto da prospecção sísmica, além de suas funções de prospecção sísmica.

O navio auxiliar BM AUGE recebeu o nome de plataforma auxiliar. Este navio possui comprimento total de 25 metros e largura extrema de 6 metros. A altura aproximada da bridge onde o monitoramento visual acontecia é de 5 metros.

O navio realizou, além das funções de auxilio para o navio sísmico, as funções de monitoramento acústico passivo da área do transecto do navio sísmico, e também do monitoramento visual das espécies de cetáceos. Este navio fazia parte da frota contratada para auxiliar o navio sísmico durante a prospecção sísmica. É comum utilizar navios menores para auxiliar navios sísmicos em funções como: reabastecimento de óleo e água e patrulhamento da área de prospecção sísmica.

Tradicionalmente, os navios auxiliares somente realizavam o MAP e os navios sísmicos somente realizavam o monitoramento visual das espécies de cetáceos, é inédita a situação em que ambas plataformas realizaram os dois tipos de monitoramento.

22 3.2.2 Aquisição de dados visuais

Para realização do monitoramento visual de cetáceos, a empresa de consultoria Ecology and Environment do Brasil contratou para a plataforma sísmica, três observadores de bordo, de acordo com IBAMA. É exigido dos observadores de bordo iniciarem o monitoramento visual o mais cedo possível, a partir do momento em que a luz solar permitir. Foi feito varredura da área em torno do navio em ângulo de 45º à boreste e à bombordo da proa do navio à procura de cetáceos na superfície do mar.

Durante o monitoramento visual de cetáceos, os registros de detecções visuais foram registrados em planilhas disponibilizadas pelo IBAMA. Nas planilhas foi registrado o dia, horário, coordenadas geográficas, estado de mar e vento, profundidade, nível taxonômico mais específico do animal ou pista visual detectada, tamanho de grupo, comportamento e situação de funcionamento dos air guns.

Após o monitoramento e a detecção visual, a próxima função do observador de bordo é de mitigar os efeitos das atividades de prospecção sísmica. O monitoramento da superfície do mar deve ocorrer por pelo menos 30 minutos antes do início dos disparos de air guns. Os disparos só irão ocorrer com a autorização do observador de bordo, caso nenhum quelônio ou cetáceo estiver em um raio de mil metros da área do navio sísmico (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis [IBAMA], 2005). Outra função do observador de bordo com propósito mitigatório dos efeitos da prospecção sísmica é a solicitação da suspensão da atividade dos air guns durante a operação de prospecção sísmica, caso for avistado um quelônio ou cetáceo dentro de um raio de quinhentos metros do navio sísmico (IBAMA, 2005).

A equipe de observadores de bordo da plataforma auxiliar de monitoramento foi composta por pesquisadoras da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). O mesmo método de monitoramento visual foi utilizado para realizar a detecção de cetáceos.

Possíveis interrupções do esforço amostral acústico relacionadas a situações adversas, como chuva, neblina, tempestades e se o estado de mar fosse superior a 5 estavam previstas.

23 3.2.3 Aquisição de dados acústicos

A aquisição de dados acústicos pela plataforma sísmica foi armazenada de maneira pontual, somente se houvesse registro visual de cetáceos na área. O armazenamento dos dados acústicos pela plataforma auxiliar era contínuo, independente da visualização de cetáceos na água. Portanto, pra fins de comparação, foram analisados dados da plataforma auxiliar somente as horas correspondentes aos dias em que a plataforma sísmica também registrou gravações acústicas.

Para realização do MAP, foi contratada uma equipe de operadores de MAP para a plataforma sísmica pela empresa de consultoria Ecology and Environment do Brasil. O sistema de aquisição e de gravação acústica da plataforma sísmica não foi reportado. A equipe de operadores de MAP da plataforma auxiliar foi composta por pesquisadoras da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). A plataforma auxiliar utilizou um sistema de aquisição e gravação de sons compostos por uma matriz de arrasto AUSET® (Andriolo et al., 2018) de três hidrofones, com respostas de frequência +/- 162 dB a 165 kHz, acoplada com os inputs na ordem: 1, 2 e 3, ao gravador digital (Roland Octacapture com uma amostragem de 192 kHz/24 bits) e ao computador (Fanless) conectado com GPS (Garmin) que possui antena externa. A matriz de arrasto possuía 250 metros, e os hidrofones estavam posicionados linearmente, da popa da plataforma sísmica. A distância entre cada hidrofone foi de 5 metros, com uma distância do final da matriz de 3 metros.

A função dos operadores foi de realizar o MAP da área em que o transecto da prospecção sísmica estava sendo realizado, a fim de, detectar sinais acústicos provenientes de cetáceos que foram registrados em planilhas cedidas pelo IBAMA. Em ambas as plataformas o software Pamguard (Gillespie et al., 2009) foi utilizado, para detecção acústica, localização e classificação dos cetáceos.

Possíveis interrupções do esforço amostral acústico relacionadas a situações adversas, como durante manobras de curso, tempestades e se o estado de mar fosse superior a 7 estavam previstas.

24 3.3 Definições e pressupostos para análise

3.3.1 Definição de detecção visual

A definição de detecção visual de cetáceos na superfície do mar neste trabalho é: a identificação do corpo do animal ou de uma parte do corpo que seja reconhecida como procedente de cetáceos; ou de uma pista visual proveniente de cetáceos.

As pistas utilizadas para realizar a detecção visual de cetáceos na superfície do mar, foram: borrifo e splash (movimentação de água, quando um odontoceto salta).

3.3.2 Definição de detecção acústica

Foi definido como detecção acústica neste trabalho, sinais acústicos reconhecidos como proveniente de cetáceos, e que, em sua estrutura espectral seja possível delimitar onde e quando os sinais começam e terminam.

Foram definidos como sinais: a) uma série de cliques de odontocetos (incluído codas de baleias cachalotes), por terem sido incomuns e de fácil delineamento de início e término de série, se supôs que cada série de cliques pertencesse a somente uma emissão de sinal pelo animal, por esse motivo foi contabilizada como uma detecção acústica; b) cada assovio dentro de uma série de assovios de um cetáceo da superfamília Delphinoidea, por terem sido comuns e de difícil delineamento de início e término de série, se supôs que cada assovio dentro de uma série de assovios seria uma detecção acústica, pois foi comum series de assovios se sobreporem, por esse motivo a série de assovios resultou em várias detecções acústicas; e c) vocalizações raras, como burst pulses (contexto agonístico) e gemidos de baixo frequência (de 0 kHz a 20 kHz, provavelmente vocalização de baleia jubarte), contabilizaram como uma detecção acústica, pelo seu fácil delineamento de começo e fim da série de sinais.

25 3.3.3 Pressuposto para realização do teste estatístico

Na literatura não existe uma metodologia estabelecida sobre como operar o MAP em situação de prospecção sísmica e também, por esse motivo, o guia brasileiro de monitoramento da biota marinha em atividades de aquisição de dados sísmicos não cita uma metodologia especifica que precisa ser seguida. Portanto, há uma grande possibilidade de comparar dados acústicos provenientes de diferentes métodos e esforços amostrais, como é no caso dessa pesquisa. Essa diferença de métodos gerou limitações para realizar a análise de comparação entre os dois bancos de dados acústicos fornecidos por cada método de registro de dados acústicos.

Assim, o pressuposto da comparação de valores máximos de detecção foi desenvolvido. Utilizar o valor máximo de detecção dentro de cada hora é uma estratégia para equiparar as detecções acústicas registradas pelas duas plataformas. A plataforma auxiliar frequentemente realizou gravações acústicas por toda duração de uma hora e de um dia, registrando detecções de cetáceos durante esse período, mas sucessivamente, a plataforma sísmica, frequentemente realizou suas gravações acústicas somente em poucos minutos dentro de cada hora de um dia, apresentando detecções somente dentro desses pequenos períodos. Dessa maneira é possível comparar o número máximo de detecções acústicas realizadas pelas duas plataformas durante as horas correspondentes em que as duas realizaram gravação acústica. Certas horas do dia não entraram para a análise estatística, pois nesses horários, pelo menos uma das plataformas não realizou detecção acústica (Figura 2).

26 Figura 2. Número máximo de detecções acústicas que a plataforma sísmica e a auxiliar registraram no dia 9 de setembro de 2016. Em vermelho estão as horas que não possuem gravação acústica por ambas plataformas; em roxo está o número máximo de detecção da plataforma auxiliar em cada hora; e em amarelo está o número máximo de detecção da plataforma sísmica em cada hora. Somente foram utilizadas para análise estatística de comparação as horas que ambas plataformas possuem gravação acústica (combinações de amarelo e roxo).

3.4 Processamento e análise dos dados visuais

A fim de verificar se há diferença no número total de detecções visuais entre as plataformas de monitoramento, duas comparações foram realizadas utilizando o teste U de Mann-Whitney, processado no software R 3.5.2 (R Core Team, 2017):

a) comparação do número total de eventos de avistagens entre as plataformas, em que, foi comparado o número total de avistagens por hora que cada plataforma realizou no determinado dia, caso a plataforma não tenha realizado avistagem em algum dos dias, receberá o valor de 0 eventos de avistagens;

b) comparação do número total de indivíduos avistados entre as plataformas, em que, foi comparado o número total de indivíduos por hora que cada plataforma realizou no

27 determinado dia, caso a plataforma não tenha realizado avistagem em algum dos dias, ou não tenha especificado o tamanho (n) do grupo avistado, receberá o valor de 0 indivíduos detectados.

Para verificar se há associação entre a detecção visual de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos, cachalote e ou grandes cetáceos [misticetos ou cachalote que não possuem confirmação de grupo taxonômico]) com as plataformas de monitoramento, duas associações foram realizadas utilizando o teste Qui-quadrado de associação,processado no software IBM SPSS versão 20 (https://www.ibm.com/products/software, recuperado em 25 de abril, 2019).

a) associação do número total de eventos de avistagens com cada uma das plataformas; b) associação do número total de indivíduos avistados com cada uma das plataformas. Os mesmos critérios de seleção de dados utilizados na análise anterior foram utilizados para essa análise.

3.5 Processamento e análise dos dados acústicos

Para analisar dos dados acústicos coletados, espectrogramas foram gerados a partir de arquivos .wav pelo software XBAT (http://www.xbat.org, recuperado em 01 de janeiro de 2016) escrito em MATLAB (Math Works [Mathlab], 2008), configurados com DFT (Discrete Fourier Transform) de 1126 amostras, com sobreposição de 25% e janela Hann de 1024 pontos gerados.

A fim de verificar se há diferença no valor máximo de detecções acústicas entre a plataforma sísmica e a plataforma auxiliar, foi comparado o valor máximo de detecção acústica dentro de cada hora comparável com oteste U de Mann-Whitney, processado no software R 3.5.2 (R Core Team, 2017).

Para verificar se há associação entre a detecção acústica de grupos de cetáceos (misticetos, odontocetos e ou cachalotes) com as plataformas de monitoramento, os sinais acústicos de cada grupo detectado por cada uma das plataformas serão associados utilizando o teste Qui-quadrado de associação, processado no software IBM SPSS versão 20 (https://www.ibm.com/products/software, recuperado em 25 de abril, 2019).

28 4. Resultados

4.1 Monitoramento visual

4.1.1 Comparação entre o número total de detecções visuais por dia de amostragem registradas pelas duas plataformas

Durante os 28 dias de coleta de dados, a plataforma sísmica realizou 68 eventos de avistagens com um total de 110 indivíduos registrados e a plataforma auxiliar realizou 70 eventos de avistagens com um total de 163 indivíduos registrados.

O teste U de Mann-Whitney mostrou que realizar o monitoramento visual a bordo do navio sísmico ou a bordo do navio auxiliar não causa diferença no número de indivíduos detectados ou de eventos de avistagens de cetáceos registrados (U = 357,5, p = 0,55; U = 321,5, p = 0,22). O número total de indivíduos detectados pelas plataformas não foi diferente (Tabela 1).

Tabela 1.

Medidas de distribuição (média, desvio padrão, valor mínimo, valor máximo e a mediana) do número de indivíduos detectados por ambas as plataformas e os valores de ranque (média de ranque e soma de ranques) alcançados pelas detecções de cada uma das plataformas.

29 4.1.2 Associação de detecção visual de grupos de cetáceos, considerando eventos de

avistagem, com as plataformas de monitoramento

Para verificar se as plataformas possuem associação com detecção com algum grupo (misticetos, odontocetos, cachalotes e/ou grandes cetáceos) de cetáceos específico, foi realizado o teste Qui-quadrado de associação. Foi comparando o número de eventos de avistagem de cada grupo de cetáceos pelas plataformas de monitoramento. Uma associação significativa foi encontrada (X2 (4) = 12,93, p = 0,012) entre a plataforma auxiliar e a melhor associação geral (54,1%) em detectar todos os grupos quando considerado indivíduos avistados em comparação com a plataforma sísmica (45,9%) (Tabela 2 e Figura 3).

Os testes de força de associação Phi e Cramer’s V mostram que a associação entre as variáveis é fraca (f = 0,36, p = 0,01).

Tabela 2.

Número total de eventos de avistagens de cetáceos e associação dos eventos de cada grupo (cachalote, grandes cetáceos, misticeto, odontoceto e monitoramento sem detecção) entre os grupos e com as plataformas (auxiliar e sísmica).

31 Figura 3. Número absoluto de eventos de avistagens de cada grupo pelas plataformas.

A plataforma auxiliar possuiu a melhor associação geral (54,1%) em detectar todos os grupos quando considerado eventos de avistagem em comparação com a plataforma sísmica (45,9%). Como também, se mostrou mais eficaz para detectar visualmente odontocetos, 12,5% (10 de 70 eventos de avistagem) de seus eventos de avistagem foram de odontocetos, em comparação com a plataforma sísmica que realizou 2,9% (2 de 68 eventos de avistagem). De todos os eventos de avistagem de odontocetos, 83,3% foram realizados pela plataforma auxiliar. Somente a plataforma auxiliar realizou eventos de avistagem de cachalote, 1 evento.

Os eventos de avistagens de grandes cetáceos não identificados (misticetos e possíveis cachalotes) também foram melhor detectados pela plataforma auxiliar, quando considerado eventos de avistagem. A plataforma auxiliar possuiu 47,5,7% (38 de 70 eventos) de seus eventos de avistagem registrados como grandes cetáceos e a plataforma sísmica possuiu 30,9% (21 de 68 eventos) de seus eventos registrados. De todos os eventos registrados como grandes cetáceos, 64,4% deles foram registrados pela plataforma auxiliar.

Contudo, a plataforma sísmica obteve a melhor associação com eventos de avistagem de misticetos, dos 68 eventos registrados pela plataforma sísmica, 45,6% (31 eventos) são de

32 misticetos, em comparação com a plataforma auxiliar que registrou 26,2% (21 de 70 eventos). De todos os eventos de misticetos, 59,6% foram realizados pela plataforma sísmica.

4.1.3 Associação de detecção visual de grupos de cetáceos, considerando número de indivíduos avistados, com as plataformas de monitoramento

Para verificar se as plataformas possuem associação com detecção de algum grupo (misticetos, odontocetos, cachalotes e/ou grandes cetáceos) de cetáceos específico, foi realizado o teste Qui-quadrado de associação. Foi comparando o número de indivíduos avistados pelas plataformas de monitoramento. Uma associação significativa foi encontrada (X2 (3) = 37,07, p < 0,05) entre a plataforma auxiliar e a melhor associação geral (59,7%) em detectar todos os grupos quando considerado indivíduos avistados em comparação com a plataforma sísmica (40,3%) (Tabela 3 e Figura 4).

. Os testes de força de associação Phi e Cramer’s V mostram que a associação entre as variáveis é média (f = 0,36, p < 0,05).

Tabela 3.

Número total de indivíduos avistados e associação de indivíduos avistados de cada grupo (cachalote, grandes cetáceos, misticeto, odontoceto) entre os grupos e com as plataformas (auxiliar e sísmica).

34 Figura 4. Número absoluto de indivíduos avistados de cada grupo pelas plataformas.

A plataforma auxiliar possuiu a melhor associação geral (59,7%) em detectar todos os grupos, quando considerado indivíduos avistados em comparação com a plataforma sísmica (40,3%). Como também, se mostrou mais eficaz para detectar visualmente odontocetos, 54% (88 de 163 indivíduos) de seus indivíduos fazem parte desse grupo, em comparação com a plataforma sísmica que detectou 20,9% (23 de 110 indivíduos). De todos os odontocetos avistados 79,3% foram avistados pela plataforma auxiliar. Somente a plataforma auxiliar realizou avistagem de cachalote, 1 indivíduo.

Porém, a plataforma sísmica obteve a melhor associação com a detecção de misticetos, dos 110 indivíduos registrados pela plataforma sísmica, 56,4% (62 indivíduos) são misticetos, em comparação com a plataforma auxiliar que registrou 23,9% (39 de 163 indivíduos). De todos os misticetos avistados 61,4% foram avistados pela plataforma sísmica.

As avistagens de grandes cetáceos não identificados (misticetos e possíveis cachalotes) foram equiparáveis entre as plataformas. A plataforma sísmica possuiu 22,7% de seus indivíduos registrados como grandes cetáceos (35 de 163 indivíduos) e a plataforma auxiliar possuiu 21,5% (25 de 110 indivíduos) de seus indivíduos registrados. De todos os indivíduos

35 registrados como grandes cetáceos, 58,3% deles foram registrados pela plataforma auxiliar e 41,7% deles foram registrados pela plataforma sísmica.

4.2 Monitoramento acústico passivo

4.2.1 Comparação entre valor máximo de detecções de sinais de cetáceo por hora de gravação acústica entre as duas plataformas

Durante os 10 dias que foram utilizados para a análise estatística, a plataforma auxiliar realizou ~219 horas de gravações acústicas distribuídas durante esse período, dessas, 15 horas foram utilizados na análise estática, pois essas são as horas que possuem horas correspondentes gravadas com a plataforma sísmica. A plataforma auxiliar detectou 6422 sinais acústicos de cetáceos.

A plataforma sísmica realizou ~15 horas de gravações acústicas durante os 10 dias que foram utilizados para a análise estatística, foi detectado 1143 sinais acústicos de cetáceos.

Houve diferença estatística entre o valor máximo de detecção acústica dentro de cada hora entre as plataformas (U = 314, p = 0,019). Com um uma média de ranque de 36,87 e somatória de ranques de 1143, a plataforma auxiliar, é considerada a plataforma com o maior valor máximo de detecção por hora. A média dos valores máximos registrados pela plataforma sísmica foi 26,13, com somatória de ranques de 810, inferior aos valores alcançados pela Plataforma auxiliar (Tabela 4).

Tabela 4.

Medidas de distribuição (média, desvio padrão, valor mínimo, valor máximo e a mediana) do número de indivíduos detectados por ambas as plataformas e os valores de ranque (média de ranque e soma de ranques) alcançados pelas detecções de cada uma das plataformas.

36

4.2.2 Associação de detecção acústica de grupos de cetáceos com as plataformas de monitoramento

Para verificar se as plataformas possuem associação com a detecção de algum grupo (misticetos, odontocetos e/ou cachalotes) de cetáceos específico, foi realizado o teste Qui-quadrado de associação. Foi comparando o número total de sinais acústicos de cada grupo de cetáceos pelas plataformas de monitoramento. Uma associação significativa foi encontrada (X2 (2) = 394,93, p < 0,05) entre a plataforma auxiliar e a melhor associação geral (84,4%) em detectar acusticamente todos os grupos de cetáceos em comparação com a plataforma sísmica (15,2%) (Tabela 5 e Figura 5). Os testes de força de associação Phi e Cramer’s V mostram que a associação entre as variáveis é fraca (f = 0,22, p < 0,05).

Tabela 5.

Número total de sinais acústicos de cetáceos detectados por hora comparável e a associação dos sinais acústicos de cetáceos de cada grupo (cachalote, misticeto, odontoceto) entre os grupos e com as plataformas (auxiliar e sísmica).

38 Figura 5. Número absoluto de indivíduos avistados de cada grupo pelas plataformas.

A plataforma auxiliar possuiu a melhor associação geral (84.8%) em detectar todos os grupos de cetáceos em comparação com a plataforma sísmica (15,2%). Como também, se mostrou mais eficaz para detectar acusticamente misticetos, 14,7% (940 de 6422 sinais acústicos) de seus sinais acústicos detectados foram de misticetos, em comparação com a plataforma sísmica que obteve 10,3% (119 de 1150 sinais acústicos) de suas detecções classificadas como sinais acústicos de misticetos. De todos os sinais acústicos de misticetos detectados 88,8% foram registrados pela plataforma auxiliar. A plataforma auxiliar foi a única a detectar sinais acústicos de cachalote, 23,4% (1503 de 6422 sinais acústicos) dos sinais acústicos detectados por essa plataforma foram de cachalotes.

Os sinais acústicos de odontocetos, foram os sinais acústicos que a plataforma sísmica mais detectou, 89,7% (1031 de 1150 sinais acústicos) de todos os sinais acústicos detectados. De todos os sinais acústicos detectados pela plataforma auxiliar, 62% (3979 de 6422 sinais acústicos) foram de odontocetos. Toda via, de todos os sinais acústicos de odontocetos registrados, 79,4% foram detectados pela plataforma auxiliar e somente 20,6% foram detectados pela plataforma sísmica.

39 5. Discussão

A falta de informações sobre os efeitos da prospecção sísmica em cetáceos não deve ser considerada como algo conclusivo, mas sim, reflexivo, gerador de mais perguntas. Como podemos monitorar e, consequentemente, detectar mais eficientemente os diferentes grupos de cetáceos durante as atividades de prospecção sísmica?

As dimensões do navio utilizado para realizar o monitoramento visual e o comportamento das espécies são variáveis importantes e que devem ser levadas em consideração para realizar a coleta de dados visuais (Barlow, Gerodette & Forcada, 2001). As variáveis de clima não foram levadas em consideração pois eram as mesmas para as duas plataformas.

Dawson, Wade, Slooten & Barlow (2008) discutem que realizar o monitoramento visual de um navio maior pode ser vantajoso, pois o maior tamanho gera um efeito de amortecimento do balanço que as ondas geram na plataforma, por esse motivo, é normalmente utilizado em transectos de linha navios de 50 a 70 metros de comprimento, porque eles oferecem melhor estabilidade para as observações de fauna do que navios menores, principalmente se for utilizado binóculos para realizar as observações. Porém, utilizar uma plataforma menor que não possua instrumentos de prospecção sísmica, também pode ser vantajoso para a detecção de alguns cetáceos.

O comportamento de algumas espécies pode tornar vantajoso utilizar um navio que não possua instrumentos de prospecção sísmica, contrapondo a desvantagem desse navio em possuir dimensões menores à do navio sísmico. O comportamento de evasão é bem relatado para as baleias jubarte (Megaptera novaeangliae) quando expostas ao ruído de air guns (Dunlop et al., 2015; Dunlop et al., 2016; Dunlop et al., 2018), o que poderia facilitar a detecção visual e acústica desses animais a bordo de um navio que não possuísse instrumentos de prospecção sísmica.

Dyndo, Wiśniewska, Rojano-Doñate, & Madsen (2015)observaram o comportamento de porpoising (ciclos de mergulho e saltos fora da água em intervalos curtos e contínuos) em Masopa (Phocoena phocoena) próximo a uma área de intenso trafego de navios. Golfinhos-comuns (Delphinus delphis) são frequentemente avistados realizando o comportamento de bow-riding (comportamento de surfar nas ondas que um navio produz ao se locomover), e

40 apesar de realizar essa característica com menos frequência durante disparos de air guns, o comportamento ainda era avistado (Goold, 1996), o que facilitaria a detecção tanto visual como acústica dessas espécies em um navio em movimento.

Ao analisar o número total de detecções visuais por dia entre o monitoramento visual realizado sobre o navio sísmico ou sobre o navio auxiliar, não foi encontrada diferença significativa, a vantagem que as maiores dimensões do navio sísmico possuem sobre as dimensões do navio auxiliar, pode ter sido neutralizada por comportamentos que alguns cetáceos possuem que facilitam a detecção.

Porém, a plataforma sísmica foi a que mais detectou misticetos, o grupo representa 56,4% (62 misticetos, dos quais 60 são jubartes) de suas detecções de indivíduos e 45,6% dos seus eventos de avistagens, enquanto que a plataforma alternativa possuiu 23,9% (39 misticetos, dos quais 37 são jubartes) de suas detecções visuais de indivíduos e 26,2% dos seus eventos de avistagens, ao contrário do esperado. De todos os misticetos avistados 61,4% foram avistados pela plataforma sísmica e 38,6% foram avistados pela plataforma auxiliar; e de todos os eventos de avistagens de misticetos 59,6% deles foram realizados pela plataforma sísmica e 40,4% foram realizados pela plataforma auxiliar. Talvez, a distância da plataforma auxiliar da fonte de ruído dos air guns não foi suficiente para que o efeito facilitador do comportamento das jubartes ocorresse.

A plataforma auxiliar se mostrou mais eficaz para detectar visualmente odontocetos, 54% (88 de 163 indivíduos) de seus indivíduos fazem parte desse grupo e 12,5% de seus eventos de detecção foram odontocetos. Enquanto que a plataforma sísmica registrou 20,9% (23 de 110 indivíduos) de seus indivíduos avistados pertencentes a esse grupo e 2,9% de seus eventos de avistagens foram de odontocetos. De todos os odontocetos avistados 79,3% foram avistados pela plataforma auxiliar e 20,7% foram avistados pela plataforma sísmica e de todos os eventos de avistagens de odontocetos 83,3% foram avistados pela plataforma auxiliar e 16,7% foram avistados pela plataforma sísmica. É relatado em literatura que o ruído dos air guns e as ondas geradas pelo movimento da plataforma fazem com que alguns cetáceos se aproximem, ou aumentem sua atividade acústica, facilitando assim sua detecção.

Como o MAP não possuía caráter obrigatório até 2018, existe uma grande possibilidade dos bancos de dados acústicos armazenados no IBAMA possuírem limitações em suas comparações e estimativas de presença acústica de cetáceos. Como foi o caso desta pesquisa, as gravações acústicas provenientes do navio sísmico só aconteciam quando cetáceos eram avistados, enquanto que as gravações acústicas do navio auxiliar ocorriam continuamente pelas

41 24 horas. Uma solução para resolver essa diferença de tamanho de banco de dados foi ponderada e testada: comparação entre o valor máximo de detecção acústica de cetáceo dentro de cada hora entre as plataformas de monitoramento.

Foi encontrada diferença significativa no valor máximo de detecção acústica dentro de cada hora entre as plataformas. A plataforma auxiliar detectou significativamente mais sinais acústicos por hora do que a plataforma sísmica.

Dos 6422 sinais acústicos de cetáceos que a plataforma auxiliar detectou 62% foram de odontocetos, 23,4% foram de cachalote e 14,7% foram de misticetos (possivelmente todos pertencentes a jubarte). A plataforma sísmica detectou 1150 sinais acústicos, 89,7% foram odontocetos e 10,3% foram de misticetos, nenhum sinal acústico de cachalote foi detectado pela plataforma sísmica. Ambas as plataformas detectaram mais sinais acústicos de odontocetos, isso se deve em parte pela configuração de aquisição de dados de médias e altas frequências, pois o motor dos navios mascara os sinais acústicos de baixas frequências.

A plataforma auxiliar obteve a melhor associação geral (84,8%) em detectar acusticamente todos os grupos de cetáceos em comparação com a plataforma sísmica (15,2%). De todos os sinais de odontocetos detectados, 79,4% foi detectado pela plataforma auxiliar e 20,6% foi detectado pela plataforma sísmica. De todos os sinais de misticetos detectados, 88,8% foi detectado pela plataforma auxiliar e 11,2% foi detectado pela plataforma sísmica. Somente a plataforma auxiliar detectou sinais acústicos de cachalote. Para explicar esse resultado, podemos especular somente, pois não há para o local um estudo de decaimento sonoro ou um modelo de propagação dos sons dos air guns. Possivelmente a plataforma auxiliar está longe o bastante da fonte de ruído sísmico, resultando numa maior detecção de sinais submarinos, pois seriam menos mascarados.

Utilizar o navio auxiliar como plataforma de monitoramento e detecção de cetáceos se mostrou vantajoso para o monitoramento acústico passivo de todos os grupos de cetáceos e para detectar o valor máximo de detecção de sinais acústicos por hora de gravação. A plataforma auxiliar se mostrou vantajosa também para o monitoramento visual, apesar de não observado diferença entre o número total de avistagens entre as plataformas, a plataforma auxiliar possuiu uma associação geral melhor com os grupos de cetáceos avistados quando considerado eventos de avistagem e indivíduos avistados em comparação à plataforma sísmica.

42 6. Conclusão

Esse trabalho demonstrou que as alternativas tecno-metodológicas possuem diferentes potenciais de detecção de cetáceos. Se recomenda utilizar a plataforma auxiliar para realizar o monitoramento visual e acústico passivo de cetáceos. Um ganho ainda maior em detecção proveniente de várias plataformas auxiliares que navegam associadas ao navio sísmico seria esperado. Para efeito de mitigação, seria vantajoso a manutenção de observadores de bordo a bordo do navio sísmico, pois não foi observada diferença entre o número de avistagens registrado entre as plataformas. Porém, para a pesquisa e desenvolvimento das técnicas de detecção de cetáceos no contexto das operações sísmicas offshore, a plataforma auxiliar possuiu um desempenho geral melhor em eventos de avistagem e em indivíduos avistados de cada grupo em comparação com a plataforma sísmica.

Se recomenda utilizar a plataforma auxiliar para realizar o monitoramento visual e o MAP de cetáceos. Para efeito de mitigação, seria vantajoso a manutenção de observadores de bordo a bordo do navio sísmico e para a pesquisa e desenvolvimento das técnicas de detecção de cetáceos, a plataforma auxiliar possui um desempenho geral melhor.

43 7. Referências

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