Com as perspectivas abertas pelas grandes jazidas petrolíferas na camada pré-sal, os investimentos visando à produção offshore – em alto-mar – e a produção de navios de grande porte foram retomados. A indústria naval brasileira recuperou seus alicerces ao longo de seis anos, atingiu o patamar de 6ª maior do mundo e está em expansão. O setor atualmente emprega cerca de 45 mil pessoas, um cenário semelhante ao auge da indústria naval brasileira na década de 1970.
Neste contexto, o Centro de Engenharia Naval e Oceânica (CNaval) do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), um dos mais modernos laboratórios de engenharia naval da América Latina, tem lugar de destaque na realização de simulações de comportamento de modelos reduzidos de plataformas e navios em condições similares às encontradas em alto-mar. Segundo Carlos Daher Padovezi, diretor do centro –, inaugurado em 2009 e que se encontra em novas instalações – o objetivo do laboratório agora, depois de ter elevado os padrões de eficiência, é ampliar o apoio tecnológico aos setores naval e de petróleo e gás.
Dentro desta perspectiva, pesquisadores do CNaval realizaram em meados de janeiro, testes hidrodinâmicos de uma plataforma “auto-elevatória” de perfuração da Petrobras, principal cliente do laboratório. Esta plataforma, composta por três colunas que se apóiam no leito oceânico, possibilita a verificação da existência de petróleo e gás através de estudos de perfuração e composição do solo em até 150 metros de profundidade.
Os ensaios hidrodinâmicos de modelos reduzidos de cascos de navios e plataformas são realizados no tanque de provas do IPT – que tem 280 metros de comprimento por 6,6 metros de largura e 4,5 metros de profundidade. Antes de serem construídos em escala real, os modelos passam por simulações de comportamento sob o efeito de ondas e correnteza. Entre os destaques tecnológicos do tanque, encontra-se um gerador de ondas e um sistema de imagem de alta precisão de medições de movimentos (motion capture, em inglês). Este sistema de câmeras permite que técnicos estudem o comportamento dos modelos através de sensores acoplados a eles, simulando em vídeo como a plataforma se comportaria em escala real.
Não é a primeira vez que a plataforma “auto-elevatória” de modelo P-4 passa por um ensaio no tanque de provas do IPT. A retomada dos estudos foi necessária devido a uma recente reforma no casco, que causou a alteração do comportamento hidrodinâmico de sua estrutura. “A intenção dos ensaios é verificar como este casco remodelado se movimenta sob ação de ondas”, disse Hélio Correa da Silva Jr., engenheiro naval do IPT. O modelo de plataforma P-4 foi construído por um empresa americana na década de 1960, e adquirida pela Petrobras com o objetivo de realizar o trabalho de perfuração do leito marinho.
O CNaval trabalha dentro de duas grandes áreas de conhecimento: a engenharia naval, voltada para a construção de transportes marítimos e a engenharia offshore, que visa a realização de projetos de exploração e produção de petróleo em alto-mar. No caso da plataforma offshore P-4, a avaliação de desempenho hidrodinâmico é necessária uma vez que a plataforma navegará por quilômetros até o seu destino final. Segundo Silva Jr., durante este percurso ocorre o embarque constante de água no convés da plataforma. “Este embarque de água impacta na circulação da tripulação durante a navegação e na segurança das cargas armazenadas no convés. É por isso que se faz necessário o conhecimento do seu comportamento ao percorrer o trajeto”, diz o engenheiro.
Pensando no nível de segurança necessário, os ensaios medem o movimento, aceleração e força dos modelos reduzidos em resposta às ondas, tanto em águas rasas, como é o caso da plataforma “auto-elevatória” de perfuração, quanto em águas profundas (a partir de 700 metros) e ultraprofundas (acima de 2 mil metros) – também conhecida como camada pré-sal.
Modernização
Passados três anos de um processo de renovação das instalações laboratoriais do CNaval, a sua modernização caracteriza-se por reformulações físicas e tecnológicas: automatização nos processos, maquinário de prototipagem rápida em 3D para o desenvolvimento de modelos de hélices e de lemes, novos equipamentos para o tanque de provas e para os túneis de vento e de “cavitação” – termo que se refere a um fenômeno causado por bolhas de ar que podem reduzir a eficiência dos propulsores dos navios – e a criação de um centro multiusuário, com 15 estações de trabalho para pesquisadores, projetistas e clientes do instituto.
A utilização de um robô para a fabricação de modelos de cascos em escala reduzida é um dos principais equipamentos utilizados pelo CNaval para garantir maior segurança e qualidade no transporte marítimo. A produção dos modelos era feita a partir de trabalho manual. Gastava-se cerca de dois meses para finalizar um protótipo, e com a utilização do braço robótico de 3,2 metros de circunferência, leva-se menos de duas semanas.
Fruto de um investimento total de R$ 9,5 milhões, 90% provenientes da Transpetro – subsidiária da Petrobras – e 10% da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), órgão ligado ao Ministério da Ciência e Tecnologia, a modernização do CNaval envolveu toda a cadeia produtiva. Com esses investimentos os ensaios técnicos de hidrodinâmica adquiriram maior precisão e obtiveram a partir de novembro de 2009 o certificado de qualidade ISO 9001. O montante investido no CNaval faz parte de um programa da Petrobras de capacitação tecnológica na área naval cujo valor investido foi de R$ 32 milhões, incluindo o IPT, a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e a Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ).
Autor: Com Ciência
