Como as ferramentas de análise estrutural e CFD podem ser a solução para aumentar a segurança na Indústria de Óleo e Gás

VirtualCAE
25/11/2022
Blog
Análise Estrutural, Fluidodinâmica Computacional, Óleo e Gás
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Um dos desastres mais conhecidos da indústria de óleo e gás ocorreu no campo petrolífero de Ekofisk, no Mar do Norte, com a plataforma semi-submersível Alexander L. Kielland em 1980. Nesse acidente, que provocou a morte de cerca de 123 trabalhadores, a investigação concluiu que a separação de uma das cinco colunas que sustentavam a plataforma ocorreu devido a um dano estrutural causado pela propagação de trincas a partir de uma solda de filete duplo. A separação dessa coluna levou à uma virada súbita da plataforma, que foi engolida pelo mar.

Mais recentemente, em 2019, o acidente no navio-plataforma da Petrobras FPSO Cidade do Rio de Janeiro, na Bacia de Campos, no norte fluminense também decorreu do aparecimento de trincas. Nesse caso, no casco da instalação, as trincas se interligaram e resultaram na queda de placas do chapeamento e na descarga de óleo no mar. Entre as causas identificadas na investigação do dano foram apontadas as baixas qualidade e exigência no projeto dos tanques.

As plataformas e navios-plataforma ficam localizados em alto mar, onde as condições de operação são adversas e submetem a estrutura a esforços como ondas, ventos e variações térmicas, sem falar nos carregamentos e descarregamentos do óleo e nos movimentos da embarcação. Assim, no contexto de projeto e de engenharia preditiva, o emprego de ferramentas de simulação virtual desponta como um diferencial inovador para garantir a segurança das atividades da indústria de óleo e gás.

As tecnologias digitais, como softwares de simulação de engenharia, são a chave para melhorar o desenvolvimento de projetos e produtos, aumentando a eficiência de trabalho, reduzindo custos e permitindo que as empresas se mantenham no mercado cada vez mais competitivo. No contexto do setor de óleo e gás, as principais análises a serem empregadas no planejamento das plataformas, navios-plataforma, equipamentos e tubulações são as de fluidodinâmica e estrutural.

As análises fluidodinâmicas aplicáveis ao setor incluem simulações de perfuração, erosão e corrosão das tubulações devido a passagem de óleo e particulados, de sistemas de separação, contenção submarina e transferência de calor. Para realizar essas análises, faz-se uso de softwares de CFD, que baseados em metodologias numéricas, permitem avaliar o comportamento de escoamentos e partículas sobre estruturas.

Enquanto isso, as análises estruturais permitem avaliar os efeitos de carregamentos estáticos e dinâmicos em equipamentos, carcaças de plataformas e navios-plataforma, além de permitir verificar a integridade estrutural e a vedação de bombas e tubulações. Assim, essas análises, que são realizadas através de softwares de FEA, permitem verificar eventuais problemas devido ao peso dos equipamentos e aos esforços externos previstos e acidentais, garantindo que as estruturas sejam projetadas e otimizadas de forma a serem mais eficientes, seguras e baratas.

Sendo assim, as atividades do setor de óleo e gás demandam estruturas robustas, com baixo custo e maior tecnologia, de forma a manter as empresas competitivas e evitar acidentes, que em alto mar, podem ser fatais. Existem diversas ferramentas de simulação de engenharia que podem ser aplicadas ao projeto das plataformas e dos outros equipamentos utilizados na extração de óleo e pré-sal. Essas ferramentas, permitem reduzir os ciclos de desenvolvimento, otimizar as estruturas e aumentar suas vidas úteis, se destacando como um diferencial para as empresas.

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