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Os pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) André Nogueira e Toni Lopes movem, juntos, um cilindro de vidro com 1 metro de altura e um diâmetro pouco maior que 10 centímetros com água e óleo. Eles precisam girar esse recipiente para simular um fenômeno que, na prática, pode causar grandes desastres ambientais: o rompimento de dutos de petróleo. Desde 2001, uma equipe do Laboratório de Controle de Processos do Departamento de Engenharia Química (LCP-ENQ) estuda vazamentos submarinos de óleo. Na primeira fase do projeto, realizado em parceria com a Petrobrás, os pesquisadores validaram um modelo matemático que permite calcular rapidamente o volume e o tempo de um vazamento em situações de corrosão por pit. Na segunda quinzena de junho, um membro da equipe foi premiado num evento internacional da área com um trabalho a respeito. Agora, a pesquisa quer avançar para outras situações de vazamento – falha na solda entre dutos ou problemas causados por deformações no solo.

Custeado pelo Fundo do Petróleo e Gás Natural (CTPetro) e Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), esse projeto está sendo coordenado pelos professores do EQA Marintho Bastos Quadro e Ricardo Machado e tem a assessoria do engenheiro do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras (Cenpes) Renan Baptista.

O professor do EQA Ricardo Machado diz que a Petrobras não dispõe de dados para medir com precisão e credibilidade o volume de óleo que vaza de um duto submarino e que os modelos matemáticos comumente utilizados demoram em gerar o resultado de um cálculo. “Isso pode levar horas”, afirma. Ele explica que isso é importante dos pontos de vista jurídico – abastecendo a empresa de informações confiáveis – e também ecológico, já que o impacto de vazamentos de petróleo são conhecidos por causar grandes danos ao meio ambiente.

Toni Lopes, que faz doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, e atua no LCP, explica que diferentes etapas podem ser identificadas quando um duto submarino rompe. “Em cada uma delas diferentes quantidades de óleo são liberadas”, observa. Nos primeiros 15 minutos em média, uma grande quantidade desse líquido vaza, porque a pressão que há dentro do duto vai expulsando com força o seu conteúdo. Quando a pressão de dentro se iguala com a de fora, a água começa a entrar para o duto e uma quantidade quase equivalente de óleo vai saindo, no que tecnicamente é chamado migração advectiva. Esse fenômeno pode ser observado no experimento realizado no LCP.

Simulação – Quando o cilindro foi girado, colocando o óleo sob a água, sua densidade, que é menor, forçou a sua saída por um orifício circular, que tenta imitar a corrosão por pit. O que se vê é uma formação geométrica parecida a dois dedos em direções opostas – um para cima, de óleo, e outro para baixo, de água. É uma simulação em laboratório do que pode ocorrer num vazamento real. Na segunda fase dessa pesquisa, outras geometrias desse orifício, como a retangular, serão testadas, já que o que acontece com a circular já foi validado.

Segundo André Nogueira, o modelo matemático que está sendo desenvolvido baseou-se no movimento vibratório de membranas, algo mais estudado em acústica – parte da física que lida com os fenômenos que envolvem o som. Identificada uma determinada geometria no experimento, foi necessário saber as propriedades da água – tais como temperatura, concentração de sal e densidade – e do óleo. Esses e outros dados alimentam um software, desenvolvido para calcular em questão de minutos quanto óleo está saindo do duto e em quanto tempo. O modelo matemático convencional vale-se das leis de conservação de massa e movimento e é resolvido através de complexas equações diferenciais.

Na etapa chamada migração advectiva podem vazar grandes quantidades de óleo, a exemplo do que ocorre a seguir ao rompimento do duto, mas de forma diferente. “Por ocorrer de maneira mais lenta, é possível dispor de uma forma de controle melhor, diminuindo o grau de agressão ao meio ambiente”, diz Lopes. Segundo ele, o projeto pode ajudar a planejar ações emergenciais.

Artigo concorre à etapa mundial

O estudante de doutorado André Nogueira participa, dia 9, em Dallas, Estados Unidos, do International Student Paper Contest (Torneio Internacional de Artigos Estudantis), que ocorrerá em conjunto com a SPEs Annnual Technical Conference and Exhibition (Conferência Técnica e Exposição Anual da Sociedade de Engenheiros de Petróleo). Seu trabalho “Alternativa matemática para calcular o volume de vazamento de um duto submarino em caso de acidente” foi premiado como o melhor artigo de doutorado na etapa válida para a América do Sul e o Caribe, dia 19 de junho, no Rio de Janeiro. (C.C.)

Fonte:Núcleo de Comunicação do CTC/Por Carla Cabral

Informações os professores Marintho Bastos Quadri e Ricardo Machado quadri@enq.ufsc.br, machado@enq.ufsc.br ou (48) 3331-9482 e 3331-9554, respectivamente.

Converse com André Nogueira, andren@enq.ufsc.br ou (48) 3331-9554

Conheça o site do Laboratório de Controle de Procesos (LCP), em www.lcp.enq.ufsc.br

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