Caso AF447: Como o Ísis Poderia Ter Otimizado a Busca
Estudo de caso hipotético utilizando o software Ísis para simular o planejamento da busca do voo Air France 447
Rio de Janeiro → Paris | 01 Jun 2009
Introdução
Em 1º de junho de 2009, o voo Air France 447 (AF447), operado por um Airbus A330-200, decolou do Rio de Janeiro com destino a Paris, transportando 228 pessoas. Durante a travessia do Atlântico, a aeronave deixou de enviar os reportes previstos, cessou as comunicações e desapareceu em uma região oceânica distante de qualquer cobertura radar.
As primeiras evidências físicas – corpos e destroços na superfície – só foram localizadas dias depois, e a identificação do ponto de impacto e dos destroços de grande porte no fundo do mar exigiu um esforço prolongado de busca.
Este documento descreve, de forma hipotética, como teria sido o planejamento da missão de busca caso o software Ísis estivesse disponível à época. O objetivo não é reconstituir cada decisão real tomada em 2009, mas sim mostrar o raciocínio step by step que o coordenador SAR poderia empregar utilizando os módulos de incerteza, deriva e probabilidade do sistema.
Nota sobre a Metodologia
Em um cenário real de desaparecimento em alto mar, existem diferentes caminhos de modelagem. Como este estudo tem por objetivo avaliar o desempenho do Ísis em um cenário real como se estivéssemos naquela noite, as simulações são configuradas apenas com as informações disponíveis ao coordenador no momento do desaparecimento. A localização inicial é definida na forma de point datum a partir do último ACARS, e o erro radial não é ajustado a posteriori, mas criado diretamente a partir do desempenho da aeronave. Esses parâmetros são mantidos constantes ao longo de toda a simulação, e só ao final as coordenadas reais dos corpos encontrados são plotadas sobre os mapas para fins de validação do modelo.
Premissas e Capacidades do Ísis
Para este estudo de caso, considera-se que o Ísis está plenamente operacional no Centro Coordenador de Busca e Salvamento responsável pela região oceânica do AF447. São utilizados, em especial, os seguintes módulos:
Módulo Marítimo de Deriva (Monte Carlo)
Simula a dispersão de partículas em mar aberto a partir de campos de corrente, vento e leeway, gerando mapas probabilísticos de posição ao longo do tempo. São mapas automáticos, amparados nos preceitos do IAMSAR, com artifícios que otimizam o cálculo capturando dados meteorológicos diretamente e a passos mais curtos no tempo.
Módulo de Incerteza de Posição (Total Error)
Permite representar a posição inicial do objeto como: ponto com erro radial (point datum), vetor Proa & Distância com cone de incerteza e erros calculados de forma direcional, ou line datum ao longo de uma rota.
Módulo de Planejamento de Esforço
Converte mapas de POC em áreas de busca ótimas com base no Esforço Disponível, entregando o espaçamento e a região sobre as quais o voo entregará a maior POS possível para o cenário, qualquer que seja a distribuição de POC.
Assume-se ainda que o sistema tem acesso a reanálises históricas de corrente e vento para a data do acidente, e a tabelas de leeway compatíveis com objetos típicos de um acidente aeronáutico em alto mar (corpos com colete, assentos, peças de fuselagem, etc.). O planejamento aqui descrito é conduzido como se estivéssemos na fase inicial do caso, usando apenas as informações que poderiam estar disponíveis ao coordenador naquele momento.
Dados Iniciais do Caso
O ponto de partida deste estudo é o conjunto de dados registrados pelo coordenador à época, consolidados em planilha. Entre esses dados, destaca-se a coordenada adotada como Última Posição Conhecida (LKP) do AF447.
LKP (Last Known Position)
02° 58,08' N / 030° 35,04' W
(2,968 / -30,584)
01/06/2009 – 02:10 UTC
Modelo Geométrico e de Projeção de Partículas
Em termos de geometria de incerteza, o Ísis permite representar a posição inicial de um objeto em alto mar de três formas principais:
1. Point Datum com Erro Radial
Partículas geradas ao redor de um único datum, segundo um erro circular caracterizado por um raio que contém 50% da probabilidade (R₅₀). Adequado quando existe uma posição de referência clara (LKP).
2. Modelo Proa & Distância
Parte de uma coordenada inicial, um rumo e uma distância percorrida estimada. O sistema constrói um cone de incerteza na direção do deslocamento.
3. Modelo de Trajetória Multiponto (Line Datum)
Representa a incerteza ao longo de uma rota: entre um ponto inicial e um final, associados a um intervalo de tempo.
No AF447, a combinação de mensagens automáticas de falha em curto intervalo, perda súbita de comunicação e conhecimento posterior de que o impacto ocorreu apenas algumas milhas à frente do LKP indica um evento catastrófico em cruzeiro. Por isso, para este estudo, o problema é tratado como um caso típico de point datum com erro radial reforçado.
Definição do Erro em Torno do Datum
A partir do modelo pontual, o primeiro passo é definir como o Ísis representa a incerteza ao redor do LKP. Em vez de tratar a última posição como exata, o sistema a considera o centro de uma distribuição de probabilidade, dentro da qual o impacto pode ter ocorrido em diferentes direções e distâncias.
Neste estudo, o erro é descrito por um raio de 50% de Probabilidade de Contenção (R₅₀): um círculo ao redor do LKP que contém metade da probabilidade de o alvo estar situado no instante do impacto. A outra metade da POC é distribuída de forma decrescente à medida que se afasta desse círculo.
Os relatórios do acidente indicam que o ponto de impacto estaria em um raio máximo de 40 NM desde a última transmissão recebida. Adotou-se esse raio como a região com 100% de probabilidade. Considerando uma distribuição normal, 50% de POC se concentra em aproximadamente 15 NM. Essa determinação considera as características do caso AF447 e cria as regiões sem subdimensionar a área nem ampliá-la em excesso.
Simulação de Deriva
Parâmetros da Primeira Projeção
Nesta simulação, o Ísis não modela mais a trajetória da aeronave, e sim o comportamento de uma pessoa na água (PIW) após o impacto. Os parâmetros são definidos a partir do momento em que se considera que o corpo já está na superfície, sujeito à ação conjunta de corrente, vento e leeway.
Os relatórios mostram que, após a última mensagem ACARS de posição, houve um intervalo de apenas alguns minutos até o impacto. Isso torna pouco plausível a hipótese de um ditching organizado com evacuação para botes, razão pela qual foi escolhida a configuração 'Pessoa na Água – postura vertical'.
Parâmetros da Simulação
Linha do Tempo da Busca
Abaixo segue a progressão das simulações do Ísis dia a dia, mostrando os mapas de calor de POC e os padrões de busca reais executados. Os corpos encontrados são marcados nos mapas para validação do modelo.
1º Dia de Busca
01/JUN/2009
Primeiro padrão designado para SAR 7100 (18:54z, 2h de voo). Segundo padrão para SAR 2474 (22:30z, 3:10h de voo, 1000 ft, espaçamento 2NM).
Padrões dentro ou próximos à área de probabilidade inicial.
2º Dia de Busca
02/JUN/2009
Todos os padrões com altitude de 1000 ft, velocidade de 150 kts e espaçamento de 2 NM.
Todos ficaram FORA da área de probabilidade do Ísis.
3º Dia de Busca
03/JUN/2009
Mesma configuração: 1000 ft, 150 kts, espaçamento 2 NM.
Todos ficaram FORA da área de probabilidade do Ísis.
4º Dia de Busca
04/JUN/2009
Três padrões fora da área de probabilidade, um tangenciou a área.
Apenas um padrão tangenciou a área de probabilidade do Ísis.
5º Dia de Busca
05/JUN/2009
Espaçamento variando entre 2 NM e 3 NM.
Todas as surtidas ficaram FORA da área de probabilidade do Ísis.
6º Dia de Busca
06/JUN/2009
Primeiro dia com resultados positivos. Primeiros corpos localizados às 12:05z e 13:17z.
Os corpos estão bem próximos da simulação do Ísis. Apenas um padrão cobriu a área de probabilidade.
7º Dia de Busca
07/JUN/2009
14 corpos encontrados entre 04:20z e 20:40z.
Corpos encontrados a ~29 NM do centro do mapa de calor.
8º Dia de Busca
08/JUN/2009
11 corpos encontrados entre 16:45z e 23:50z.
Corpos encontrados entre 35 NM e 40 NM do centro do mapa de calor.
9º Dia de Busca
09/JUN/2009
14 corpos encontrados entre 07:30z e 17:05z.
Corpos encontrados a ~40 NM do centro do mapa de calor.
10º Dia de Busca
10/JUN/2009
4 corpos encontrados entre 10:05z e 19:00z.
Corpos encontrados a ~44 NM do centro do mapa de calor.
11º Dia de Busca
11/JUN/2009
4 corpos encontrados entre 12:30z e 17:30z.
Corpos encontrados a ~45 NM do centro do mapa de calor.
16º Dia de Busca
16/JUN/2009
1 corpo encontrado às 14:30z.
Corpo localizado a ~80 NM do centro do mapa de calor.
17º Dia de Busca
17/JUN/2009
1 corpo encontrado às 17:30z.
Corpo localizado a ~87 NM do centro do mapa de calor.
Visualização Final
Considerações Finais
O estudo do AF447 com o Ísis mostra, de forma muito clara, dois aspectos complementares: por um lado, a aderência física do modelo de deriva à evolução real dos corpos; por outro, o enorme potencial de ganho de eficiência caso esse tipo de ferramenta estivesse disponível desde o primeiro dia de busca.
Até o 5º dia de operações, praticamente todo o esforço aéreo real foi concentrado em áreas muito afastadas do mapa de calor gerado pelo Ísis – em alguns casos, a centenas de milhas náuticas do núcleo da mancha. Além disso, em todos os padrões analisados, os briefings indicavam como objeto de busca um bote salva-vidas, quando, pelas características do acidente, era muito mais provável que o cenário real fosse o de pessoa na água (PIW).
Objeto de Busca Incorreto
Todos os briefings indicavam como objeto de busca um bote salva-vidas, quando era muito mais provável o cenário de pessoa na água (PIW).
Configuração de Voo Inadequada
A configuração de 1.000 pés com espaçamento de 2-3 NM resulta em POD intrinsecamente baixo para PIW. Além de buscar majoritariamente na área errada, buscava-se com configuração inadequada ao tipo de alvo.
Validação do Modelo de Deriva
Quando os corpos passam a ser localizados (6º dia), as posições reais estão próximas da borda do mapa de calor e alinhadas com a tendência de deslocamento prevista: a mancha do Ísis se alonga na mesma direção em que os corpos vão sendo encontrados.
Potencial de Ganho de Eficiência
Em um emprego real do sistema, o coordenador teria desde o princípio um mapa de probabilidade concentrando o esforço nas áreas mais quentes, em vez de dispersar surtidas em setores afastados.
Cada padrão de busca executado sobre essas zonas de maior POC alimentaria o módulo bayesiano do Ísis: detecções e não detecções seriam usadas para recalibrar o campo de probabilidade, reforçando ou atenuando regiões específicas e estreitando progressivamente a área de maior interesse.
Isso significa transformar horas de voo em informação, e informação em convergência rápida da busca.
Estatísticas do Caso
228
Pessoas a bordo
51
Corpos recuperados
22,4%
Taxa de recuperação
5 dias após o acidente
Primeiro corpo (Dia 6)
~115h (maioria fora da área POC)
Horas de voo (Dias 1-5)
É importante destacar que, mesmo quando as localizações reais de corpos aparecem fora do núcleo do mapa de calor, não é possível concluir que a maior concentração de vítimas não estivesse sobre a área indicada pelo Ísis. Foram recuperados 51 corpos de 228 pessoas a bordo – uma amostra estatisticamente insuficiente para descartar a hipótese de que o centro de massa da mancha de destroços estivesse na região de maior POC simulada. O que o estudo demonstra é que o Ísis oferece, desde o início, um quadro de referência fisicamente consistente e operacionalmente acionável, capaz de reduzir drasticamente a quantidade de horas de voo gastas em áreas de baixa probabilidade e de concentrar o esforço onde a chance de sucesso é maior.
Transforme Suas Operações SAR
Descubra como o software Ísis pode otimizar suas missões de Busca e Salvamento com simulações de deriva precisas e planejamento bayesiano.