O grupo de estudos formado pelo Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), Escola de Engenharia da USP/São Carlos (EESC) e a Petrobras é um exemplo de como a cooperação entre academia e indústria pode gerar avanços significativos em um setor tão importante como a produção de petróleo, aplicando metodologias computacionais baseadas em mecânica dos fluidos, inteligência artificial e estatística.
Para chegar até as reservas de óleo é preciso percorrer um caminho entre 5mil e 7mil metros abaixo do nível do mar.
Na camada de pós-sal, estão localizados os poços de extração que são o principal alvo de uma pesquisa cujo objetivo é garantir a segurança e a produtividade dos poços. Atenção especial é voltada às válvulas que controlam o fluxo da saída de petróleo.
E são essas válvulas que devem ser fechadas, imediatamente, em caso de acidentes, evitando vazamentos. Elas são projetadas para durar até 30 anos, no entanto, a vida útil pode ser menor. Os custos com manutenção são na casa de milhões de dólares e há ainda os gastos com perdas decorrentes de necessárias interrupções da produção para consertos.
Prejuízos que já estão sendo amenizados pelo trabalho desse grupo de pesquisadores que segue aprimorando as tecnologias que medem a confiabilidade das vávulas.
Uma das reuniões de alinhamento ocorreu em São Carlos, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), sede do CeMEAI. A equipe da Petrobras foi convidada a conhecer os laboratórios e instalações do Instituto antes do encontro que durou o dia todo e debateu as novas frentes de trabalho.
“Essa questão de confiabilidade de equipamentos dos poços ganha cada vez mais a atenção da Petrobras e estamos aprimorando as ferramentas para dar apoio ao trabalho que está crescendo e a tendência, é gerar mais trabalho ao grupo”, disse Marcos Vinicius da Silva Nobrega, engenheiro de Equipamentos da Petrobras.
O especialista reitera que o principal foco desse grupo é fazer com que os poços produzam com eficiência e mantenham-se íntegros. “ Você não pode ter falhas no poço que possam levar a um vazamento, então, temos a preocupação de confiabilidade nesses dois aspectos: que o equipamento não falhe ao ponto de parar ou degradar a produção, e nem gere vazamento. Estamos aqui para desenvolver soluções de confiabilidade adequada, para acompanhar ao longo do tempo, se algum equipamento falhou, como está o risco de acontecer um acidente, se a gente precisa intervir no poço para fazer substituição de componentes, então, temos que desenvolver uma série de ferramentas para nos auxiliar a estimar a confiabilidade dos equipamentos que atendam aos nossos requisitos. Aqui com a USP/CeMEAI, a gente está tratando um desses pontos, ou seja, analisar a confiabilidade a partir de dados históricos que a gente tem para que possamos aumentar a vida útil dos equipamentos, replicando a tecnologia para todos eles”, completou Marcos Vinícius.
Os modelos matemáticos desenvolvidos norteiam as previsões e o monitoramento das válvulas para alertar em caso de desvios de padrões estabelecidos. Segundo o coordenador do projeto, Francisco Louzada Neto, essas válvulas têm que funcionar no momento correto de uma eventual falha no sistema. “Nós trabalhamos com dados históricos e de especialistas e, com isso, conseguimos determinar uma série de fatores relacionado à confiabilidade desse equipamento. A ideia toda é entender o problema e mostrar em que condições o equipamento pode vir a falhar, como condições de extrema pressão devido à profundidade grandes, temperaturas com grande variação, e ou outras variáveis que são utilizadas em nossos modelos de confiabilidade, indicando necessidade de providências”. Louzada explica que o financiamento dessa tecnologia é da Agência Nacional do Petróleo (ANP), feito com a Petrobras, mas que poderia tecnicamente beneficiar outras instituições.
Annelida: o robô que desobstrui dutos de petróleo
O encontro em São Carlos também serviu para avançar nos estudos da premiada unidade robótica remotamente controlada para desobstrução de dutos de petróleo extraído do pré-sal, batizada Robô Annelida.
Louzada explica que essa é parte das três frentes de trabalho do grupo. “Nosso trabalho envolve o desenvolvimento de metodologias tanto para as válvulas de segurança, como para o Annelida e outros sistemas complexos, criados a partir da Estatística e outras áreas da Matemática e da Engenharia. A unidade robótica se mostra necessária para se evitar o que entendemos como lucro cessante, quando se tem algum entupimento que paralisa a linha de produção. Sem a utilização do robô, existe necessidade da parada da produção, com possibilidade de retirada da tubulação para detectar e corrigir a falha [entupimento] que poderá agora ser realizada apenas com a unidade robótica, que funciona como uma espécie de cateter.”
Uma outra frente de nosso trabalho é o desenvolvimento de um a Ferramenta de Análise de Confiabilidade (FAC) que, por hora, está auxiliando equipes de manutenção dos poços, mas é uma tecnologia que poderá ser aplicada a outros componentes da empresa, pois há todo um sistema interligado na extração de petróleo”, afirmou ainda Louzada.
O projeto, coordenado por Francisco Louzada Neto, reúne também o diretor do CeMEAI, José Alberto Cuminato, Oscar Hernandes Rodrigues (EESC/USP) e Vera Lúcia Damasceno Tomazella (UFSCar), bem como alunos especialistas em Estatística, Mecânica dos Fluidos e Engenharias Mecânica e Elétrica.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
Sobre a Petrobras
Empresa de capital aberto, cujo acionista majoritário é o Governo do Brasil, sendo, portanto, uma empresa estatal de economia mista. Com sede no Rio de Janeiro, opera em cerca de 25 países, no segmento de energia, prioritariamente nas áreas de exploração, produção, refino, comercialização e transporte de petróleo, gás natural e seus derivados.
Instituída em 3 de outubro de 1953, deixou de monopolizar a indústria petroleira no Brasil em 1997, mas continua a ser uma importante produtora do produto, com uma produção diária de mais de 2 milhões de barris (320 mil metros cúbicos). A Petrobras é líder mundial no desenvolvimento de tecnologia avançada para a exploração petrolífera em águas profundas e ultra profundas.
Raquel Vieira – Comunicação CeMEAI
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