Um mergulho profundo no ambiente submarino

Um mergulho profundo
no ambiente submarino

Extrair petróleo em ambientes submarinos
é um grande desafio para criar equipamentos.
Veja como a profundidade, a temperatura
e a pressão influenciam.

Nosso post de hoje foi escrito Bruno Betoni, engenheiro elétrico e pesquisador do Centro de Pesquisas Global da GE no Rio de Janeiro.

Em 2012, organizamos um seminário no Centro de Pesquisas da GE, no Rio de Janeiro, para a nossa área de Sistemas Offshore & Submarinos. Na ocasião, um gerente de pesquisas de um dos nossos clientes fez a interessante observação de que a “corrida do ouro” da exploração do pré-sal em águas profundas era muito mais complicada do que a corrida para a Lua no fim da década de 1960. Seu raciocínio foi no sentido de termos pegadas reais de um homem na lua (várias, se contarmos todas as equipes de reconhecimento das missões da Apollo). Mas, até agora, nenhum homem realmente chegou a pisar no fundo do mar (James Cameron e outros que fizeram excursões abaixo de 1 km de profundidade, porém na realidade nunca saíram dos submarinos em que se encontravam).

A exploração submarina de petróleo começou em regiões de pouca profundidade e rapidamente se expandiu para profundidades surpreendentes. Tomemos, por exemplo, o infográfico a seguir:

Os níveis do pré-sal são ainda mais profundos do que os representados aqui. Um poço pode facilmente estar a 300 km da costa e o fundo do mar pode estar 4 km abaixo disso. Mas para encontrar petróleo, ainda é necessário perfurar vários quilômetros da camada de sal para somente assim se chegar à reserva, também conhecida como a camada “pré-sal”. Os poços mais superficiais, acima da camada de sal, são chamados de “pós-sal”.

Na escuridão
A 4 km de profundidade não é possível ver luz alguma. É tão escuro (ou mais escuro) do que no espaço sideral! Na verdade, cerca de 90% de todo o volume do oceano da Terra é afótico, ou seja, a luz do Sol não chega lá. É até difícil encontrar belezas do fundo do mar, como o peixe-víbora ou tamboril, que normalmente podem ser encontrados até 2 km abaixo da superfície.

Em relação às temperaturas, depois de um quilômetro a temperatura se estabiliza praticamente a 4˚C, talvez chegando a -1˚C, dependendo do grau de salinidade, sem nunca atingir o estado sólido (usamos sal nas ruas para derreter a neve, certo? Mas não aqui no Rio, é claro).

E, finalmente, a pressão. A 4 km tem-se cerca de 400 bars de pressão (uma regra geral simples é 1 bar para cada 10 m de profundidade). Para se ter uma noção de quanta pressão isso representa, imagine uma carga de 4.000 toneladas, ou 16 locomotivas, concentradas em um único metro quadrado. Para uma pressão dessas é necessário projetar componentes e equipamentos que possam suportar pressões extremamente elevadas, sem que se destruam. Por isso, ou eles possuem a capacidade de sobreviver a toda essa pressão, ou é necessário protegê-los em um ‘vaso de pressão’, em que a pressão interna será sempre exatamente igual à pressão atmosférica. Isso requer um tambor de metal muito grande, com vários centímetros de espessura.

Agora eu estou certo de que é possível perceber que operar em ambientes submarinos é extremamente difícil, extremamente perigoso e caro. Operar em altas profundidades requer um enorme número de recursos para se realizar a prospecção, perfuração e exploração de um poço. E o mais importante: cada passo deve ser executado de uma maneira segura para garantir que o risco de qualquer acidente grave seja baixo, com um controle muito rigoroso e confiável.

Atendendo às necessidades
Atualmente, a GE possui várias unidades de negócios que produzem equipamentos para serem utilizados em ambientes adversos, com o objetivo de permitir a extração de petróleo dos poços.

A área de Sistemas Offshore & Submarinos do nosso Centro de Pesquisas no Brasil foi criada especificamente para ajudar clientes (externos, como as operadoras de petróleo – Petrobras, Chevron, Statoil, BG, BP, Repsol –, e internos, como outras unidades de negócios da GE, que estejam produzindo atualmente ou que estejam interessadas em produzir equipamentos para a exploração submarina de poços. Para simular as severas condições de pressão, vamos usar uma câmara hiperbárica, em que serão testados os limites dos componentes em relação a seu projeto, utilizando-se pressões e temperaturas semelhantes às condições reais das regiões onde esses componentes estão especificados para operar.

Nosso Centro de Pesquisas também vai contar com um laboratório para desenvolver uma nova geração de materiais e definir novos processos de produção para construir estruturas submarinas mais robustas, com o máximo de durabilidade e mais leves do que as estruturas tradicionais de ligas metálicas pesadas. A equipe também uniu forças com relação a vários domínios técnicos de exploração de poços, como, por exemplo, garantia de escoamento, perfuração, produção, processamento, controle e inspeção submarina.

Na reta final
A construção do novo Centro de Pesquisas está muito perto de ser concluída e, em breve, nós todos veremos novos equipamentos em nossos laboratórios. Existem, hoje, 110 colegas no Centro de Pesquisas no Rio, incluindo pesquisadores, nossa equipe funcional e dois grupos funcionários dos negócios da GE, alocados em nossa unidades: a unidade de tubos flexíveis (antiga Wellstream), que terá um laboratório exclusivo para abrigar seus equipamentos de teste em grande escala (um carretel com alguns quilômetros de tubo flexível pode ter um raio de 10 m!), e GE Measurement & Control, que terá um novo demo room para clientes em nossa unidade, que irá abrigar vários dispositivos de inspeção de última geração, como, por exemplo, o sistema industrial de tomografia computadorizada V-Tomex e o sistema de visualização em raios-x X-Cube.

Artigo de Bruno foi publicado originalmente em http://www.geglobalresearch.com/blog/deep-dive-subsea-environment

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