Análise mede amortecimento em plataforma petrolífera

Pesquisa do Núcleo de Dinâmica e Fluidos do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica

Fonte: Agência USP de Notícias - 16/07/07

Pesquisa do Núcleo de Dinâmica e Fluidos do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica (Poli) da USP medirá o amortecimento hidrodinâmico causado pela instalação de bolinas nos cascos de petroleiros adaptados como plataformas flutuantes (FPSO). O estudo, contratado pela Petrobrás, terá investimento de R$ 263 mil em análises experimentais e numéricas de escoamento ao redor de cascos de navios com e sem bolinas.

"As bolinas são chapas de aço planas, colocadas nas laterais das embarcações, que intensificam o amortecimento hidrodinâmico no movimento de rolagem”, explica Julio Meneghini, professor da Poli que coordena a pesquisa. Transformados em plataformas de petróleo, esses navios recebem em seus cascos dezenas de risers (tubos que transportam óleo e outros materiais extraídos do fundo do mar). “O navio está sujeito a movimentos devido a correntes marítimas e ondas, entre os quais está a rolagem”.

Segundo o professor, as bolinas são concebidas e instaladas para limitar o movimento a pequenos ângulos, evitando certas freqüências. “Nas suas extremidades, durante a rolagem, ocorre a formação de vórtices, que aumentam o amortecimento hidrodinâmico e limitam o movimento, relata. "Os resultados da pesquisa vão ajudar a entender o fenômeno de formação e desprendimento de vórtices e sua relação com o amortecimento hidrodinâmico".

Para realizar as pesquisas necessárias, uma equipe de pesquisadores (professores, doutorandos, mestrandos e alunos de iniciação científica) está envolvida em experimentos em um canal de água circulante, instalado na Poli, na análise de dados realizados com o apoio de supercomputadores.

Arrasto

O NDF também realiza um estudo para a Pebrobrás na área de Vortex-Induced Vibration (VIV), fenônemo que ocorre ao longo do comprimento dos risers em plataformas petrolíferas e influencia na vida útil desses equipamentos. Intitulado Experimento para análise de VIV em 2 cilindros em Tandem com strakes, o projeto busca compreender melhor o fenômeno de geração de vórtices nos risers.

Devido a limitações de espaço na plataforma, os risers podem ficar a pequenas distâncias uns dos outros na região próxima à superfície do mar, o que gera um efeito de interferência semelhante àquele presente na força de arrasto de um carro de Fórmula 1. “A concentração de risers próximos da plataforma faz com que alguns deles atuem como uma força de arrasto  negativa, o que aumenta a probabilidade dos risers se chocarem uns com os outros e causarem danos estruturais e eventuais colapsos dos mesmos", esclarece o professor.

Segundo Meneghini, uma plataforma que produz petróleo a uma profundidade de 2 mil metros pode ter risers e umbilicais a um custo  de cerca de US$100milhões. “Compreender os fenômenos de interferência a fim de minimizar a possibilidade de choque entre eles, ampliando a longevidade do material e prevenindo desastres ecológicos são os desafios do projeto”, destaca.

Em dezembro, o Brasil sediará uma conferência mundial sobre VIV, com a presença de especialistas internacionais sobre o tema. A VIV está presente nas áreas de produção de petróleo em águas profundas, engenharia civil (pontes e edifícios), e em aplicações militares navais.  Também está relacionada ao problema de escoamento ao redor de corpos rombudos, base da aerodinâmica veicular. A Poli é uma das instituições organizadoras da conferência. Mais informações sobre o evento podem ser obtidas no site www.mae.cornell.edu/bbviv5.

Com informações da Assessoria de Imprensa do Departamento de Engenharia Mecânica de Poli
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