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Navio de combate a vazamento de petróleo
Tipologia: Notas de estudo
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(^1) Graduando em Engenharia Naval pela Universidade Federal do Pará, com matrícula: 14023001201 (^2) Graduando em Engenharia Naval pela Universidade Federal do Pará, com matrícula: 14023001701
Projeto de pesquisa apresentada junto a Universidade Federal do Pará (UFPA), na disciplina de Introdução a Engenharia Naval, sob a orientação do Professor Yuri Victor Remígio Guedes.
Na medida em que o mundo percebe a gravidade dos problemas ambientais vivenciados de diversas maneiras ao longo do tempo, políticas de proteção ao meio ambiente ganham cada vez mais relevância. Práticas estas que são aplicadas em diversos setores da economia moderna, entre eles, o setor de exploração offshore.
Órgãos ambientais regulamentam formas preventivas a desastres que possam vir a poluir o meio ambiente, diminuindo cada vez mais o risco de grandes catástrofes ambientais. A indústria offshore, por lidar com óleos poluentes em regiões consideradas fundamentais para a sobrevivência humana, é um setor que oferece um alto risco ao meio ambiente. Portanto, estes órgãos ambientais criaram medidas severas para tal atividade.
Além de diversas medidas de prevenção ambiental, também se julgou necessário criar medidas para contornar e conter, de forma rápida e eficiente, possíveis derramamentos de poluentes no oceano. Uma medida para contornar estes problemas foi o desenvolvimento de embarcações conhecidas como ORSV (Oil Recovery Supply Vessel), que tem como principal função recolher qualquer tipo de óleo derramado no mar. Estas embarcações operam em “stand-by”, próximo a locais que apresentam risco em potencial de derramamento de óleo, ou seja, perto de plataformas ou portos. Devido a sua localização, estas embarcações também contam com um potente sistema de combate a incêndio, podendo auxiliar imediatamente na contenção de um possível incêndio na sua proximidade.
O objetivo do presente relatório é o desenvolvimento de um projeto de pesquisa da embarcação de apoio offshore que realize as operações de recolhimento de óleo, conhecida no mercado com OSRV (Oil Spill Response Vessel).
Será feito um estudo dos equipamentos utilizados em uma embarcação desse porte, suas principais características e aplicações no contexto em que a embarcação se insere para justificar seu projeto.
O aumento na quantidade de poços exploradores e consequentemente das atividades de descarregamento do óleo armazenado vem motivando as empresas e fazendo o próprio governo pressionar para que planos de ação e resposta no caso de acidentes com derramamento de óleo sejam criados, e que se possua o equipamento necessário para essa resposta. Devido a isso, o OSRV, que seria uma solução viável, vem tendo grande demanda de encomenda, como pode ser visto na tabela a seguir
A Barreira de contenção é o equipamento mais importante do OSRV. Ele é o responsável por conter a mancha de óleo para ao mesmo tempo não deixar que a mesma se disperse e acumular o óleo em uma determinada região. O enchimento da barreira é feito por compressores de ar, que fornece o ar comprimido para que a barreira de contenção seja inflada. Ficam dentro da praça de máquinas e são potentes o suficiente para que a vazão de ar garanta um rápido enchimento da barreira.
2.1.2 Tambor ou Sarrilho
Este equipamento fica localizado no convés e é nele que a barreira de contenção fica armazenada quando não está sendo utilizada. Possuem sistema de acionamento elétrico ou hidráulico.
Figura 2 - Tambor armazenando a barreira.
Figura 1 - Barreira de Contenção posicionada em operação.
2.1.3 Cabrestante
Quando a barreira de contenção for acionada, o cabrestante é o responsável por fazer o transporte dela até o guincho de reboque onde será amarrada para realizar a operação. O Cabrestante é uma espécie de cilindro giratório podendo ter a forma horizontal e vertical, sendo esta a mais usada.
2.1.4 Skimmer (Bomba de Sucção)
Após a barreira de contenção estiver armada e lançada ao mar, é feito uma contenção de modo que o óleo fique amontoado em uma única região. Nessa área é acoplado o Skimmer que fará a sucção do óleo. Junto com o Skimmer há flutuadores para manter a bomba estática e mantenha controle da posição do local da mancha. O Controle do Skimmer é feito pelo Power Pack, que é uma unidade hidráulica. Quando o Skimmer já estiver em operação é acoplado nele o Mangote, uma espécie de tubulação que conduzirá o óleo derramado nas águas marítimas até os galões para serem armazenadas.
Figura 3 - Cabrestante na forma horizontal e vertical, respectivamente.
Os requisitos do projeto de um OSRV influenciam o método já que impõem restrições a algumas sínteses e a algumas análises, tornando necessário que umas sejam determinadas ou realizadas antes de outras. Sendo que são determinadas antecipadamente pelo edital de licitação que contém:
2.2.2 Forma da Popa
Essa modelagem foi feita o auxílio do software FreeShip e para isso, inicialmente, foi escolhido um exemplo existente na biblioteca do programa que apresentava características que mais se aproximava do tipo de embarcação projetada e este modelo foi mudado para chegar a forma desejada pela dupla. Dessa forma, definimos nossa forma preliminar sem bulbo mostrada abaixo.
2.2.3 Coeficientes de Forma ou Coeficientes de Carena
A= área da parte imersa na seção mestra
AF= área do plano de flutuação na linha d’água projetada
L= comprimento entre PP (perpendiculares)
B= boca máxima da parte imersa
C= calado médio
Figura 6 - Modelo da Forma da Popa.
máquinas, na escolha da potência adequada aos motores principais. Esse coeficiente é utilizado principalmente para o cálculo de velocidade e potência.
Os navios do tipo OSRVs possuem um Cp próximo de 0,77.
2.2.6 Coeficiente de Seção Mestra
Relação entre a área da parte imersa na seção a meia-nau e a área do retângulo circunscrito
Csm= (^) 𝐵.𝐶𝐴
Coeficiente relacionado à flutuação carregada. Nos navios, de forma usual variam de 0,75 a 0,98, os navios do tipo OSRV’s geralmente em torno de 0,94.
2.2.7 Coeficiente de área de flutuação
Relação entre a área de flutuação e o retângulo que a circunscreve:
Csm=𝐿.𝐵𝐴𝑓
Este coeficiente sempre refere-se à linha d’água projetada, a menos que se diga o contrário, variando de 0,67 a 0,85.
Esta embarcação tem como característica operacional ser solicitada apenas quando houver uma emergência, portanto ela estará a postos, em um local estratégico, até ser necessária. No momento em que acontece um derramamento de óleo ou um incêndio, a embarcação (OSRV) é solicitada para conter e recolher o óleo derramado rapidamente ou para combater um incêndio.
A primeira parte da operação consiste na contenção do óleo, que será realizada pelo posicionamento das barreiras. Assim, o primeiro passo seria lançar a barreira na água. A medida em que a barreira é lançada, esta é progressivamente inflada. Uma vez com a barreira totalmente inflada, a barreira é conectada ao bote de apoio que é desembarcado. Este bote irá esticar a barreira e a posicionar de acordo com o modo
de operação. A barreira é, então, posicionada de forma a conter a maior área possível da mancha de óleo. A ilustrações a seguir exemplificam a utilização da barreira.
Figura 7 - Manejo da Barreira de Contenção
Figura 9 - Formação V
Figura 10 - Formação U
Figura 11 - Formação Side Sweep
Figura 12 - Formação J
O mais utilizado é a Formação J, pois, possui vantagens em relação aos outros sistemas, como o número de embarcações envolvidas na operação (“V”), a dificuldade de operação (“U”) e a área de contenção da barreira (“Side sweep”).
Esta lei foi impulsionada devido a um grave acidente ocorrido na Baía de Guanabara, em janeiro do ano de 2000, onde foram lançados 1.3 trilhões de litros de óleo. Após a aprovação do então Presidente Fernando H. Cardoso, as embarcações ORSV (Oil Recovery SupplyVessel) receberam um grande grau de importância, pois estas seriam aceitas como integrantes do plano de combate aos desastres ambientais.
Com isto o mercado se motivou a iniciar as construções embarcações especificamente voltadas ao recolhimento de óleo, uma vez que os até então PSVs (Plataform Supply Vessel) eram adaptados a esta função e com isto não possuíam uma eficiência desejada e necessitada pelo mercado.
Os ORSV’s (Oil Recovery Supply Vessels) são navios que têm como principal função recolher o óleo derramado e combater incêndios em casos de acidentes no meio marinho. Além disso, essas embarcações também realizam operações de apoio às plataformas levando suprimento às mesmas.
O ORSV deve possuir um sistema de combate a incêndio, necessitando de bombas que retiram a água do mar e canhões de água para combater o incêndio com capacidade de lançar jatos de água à grande vazão. Como o navio tem que trabalhar na mancha de óleo, em atmosfera onde a evaporação do petróleo produz gás natural, ele deve possuir sistemas elétricos blindados para evitar a produção de faíscas.
Com o aumento da produção brasileira e também da demanda mundial, cresce também a quantidade de poços exploradores e consequentemente das atividades de offloading das UP vem motivando as empresas e fazendo o próprio governo pressionar para que planos de ação e resposta no caso de acidentes com derramamento de óleo sejam criados, e que se possua o equipamento necessário para essa resposta. Dentre estes equipamentos estão embarcações do tipo OSRV.
Uma vez detectado um vazamento de óleo o OSRV chega ao local da mancha e começa o processo de inflar a barreira de contenção enquanto o bote que vai servir de guia da barreira vai para a água. Uma vez a mancha contida dentro da barreira o Skimmer, que é uma bomba com flutuadores e propulsores para o posicionamento remoto vai para a água e entra na mancha para recolhê-la. O óleo vai através do Mangote para dentro dos tanques, estes por sua vez com sistema de aquecimento
para manter o óleo a uma certa viscosidade que facilite o seu descarregamento uma vez terminada a ação de limpeza.
Pelo fato de apenas uma embarcação não ser capaz de controlar a barreira de contenção, quase sempre é utilizado um bote de apoio, que é o responsável por direcionar a ponta livre da barreira de contenção através da mancha de óleo.
Em muitos casos, dependendo do tamanho do vazamento, do tamanho da mancha de óleo e dos riscos que podem ser causados, os OSRVs com o auxílio dos botes e apoio realizam manobras para que a barreira de contenção ocupe a maior área possível. E além dessas técnicas, esses navios são obrigados a possuírem um eficiente sistema de combate a incêndio, devido ao fato de lidarem com um material extremamente perigoso.
O sistema de firefighting (sistema de combate a incêndio que é obrigatoriamente exigido por lei) é previsto para atuar no combate a incêndio externo à embarcação. É basicamente composto de uma bomba centrífuga, e canhões de grande alcance. Opera geralmente a altas vazões e a fonte de energia da bomba geralmente é o próprio motor principal utilizando a energia disponível já que o navio fica parado utilizando somente o posicionamento dinâmico durante as operações de fire-fighting.
Tendo em vista a frequência em que temos observado acidentes envolvendo derramamentos de óleo e consequência devastadora dos mesmos, é importante que se tenha em mente: primeiro, as formas de se evitar danos, principalmente através do cumprimento das regras e legislações aplicáveis; e segundo, a melhor forma de se remediar o dano causado. O OSRV é capaz de suprir todas essas necessidades, ele em atividade é utilizado para, sobretudo, prevenir o meio ambiente de catástrofes que atinja a população de espécies marinha, além de ser economicamente viável, pois ele recupera o petróleo derramado e evita que haja enormes percas financeiras com possíveis vazamentos. O Óleo recuperado além de conservado é reutilizado o que comprova a viabilidade econômica do OSRV, e que o torna um dos navios mais promissores e mais licitados para construção para os próximos anos.
