LabOceano da Coppe: dez anos desenvolvendo tecnologias de ponta

O Laboratório de Tecnologia Oceânica (LabOceano) da Coppe/UFRJ completa dez anos de atividades com muitos motivos para comemorar. Desde sua inauguração em abril de 2003, pelo então presidente da República Luiz Inácio Lula da Silva, o laboratório tem mantido plena atividade. Até fevereiro de 2013, o LabOceano realizou cerca de cem ensaios e testes, que resultaram em inovações tecnológicas e confiabilidade aos equipamentos e estruturas voltados para os setores naval e petrolífero e atividades offshore. Assista aqui o vídeo do LabOceano da Coppe.

Para celebrar sua primeira década, o LabOceano promoverá, nos dias 29 e 30 de abril, um seminário internacional com 20 especialistas palestrantes, nacionais e estrangeiros. O evento, do qual participarão 200 pesquisadores e profissionais da área offshore dos cinco continentes, será realizado no auditório da Coppe, no Centro de Tecnologia 2 (CT2), na Cidade Universitária. Confira a programação do Seminário de celebração dos 10 anos do LabOceano.

Primeiro prédio a ocupar o Parque Tecnológico da UFRJ, o LabOceano possui o tanque de testes mais profundo do mundo, com 40 metros de comprimento, 30 metros de largura, 15 metros de profundidade e mais 10 metros adicionais em seu poço central. Com 23 milhões de litros de água doce e altura correspondente a um prédio de oito andares, o tanque oceânico da Coppe é capaz de reproduzir as principais características do meio ambiente marinho e simular fenômenos que ocorrem em lâminas d’água superiores a 2 mil metros de profundidade.
 

Pesquisas de ponta

Em junho deste ano, os pesquisadores do LabOceano participarão de um estudo inédito no Brasil para geração de energia limpa e renovável. De acordo com o professor Paulo de Tarso Esperança, coordenador do LabOceano e professor do Programa de Engenharia Oceânica da Coppe, o objetivo dos testes a serem realizados no laboratório é estudar o comportamento no mar de um sistema para geração de energia elétrica, a partir do gradiente térmico existente entre a superfície e o fundo mar. “Nas zonas tropicais e subtropicais, o gradiente térmico entre a superfície e o fundo do mar pode atingir cerca de 20oC. Essa diferença de temperatura possibilita a geração de energia elétrica, por meio da utilização de princípios similares aos de um ciclo termodinâmico fechado”, explica o professor da Coppe.

Outro trabalho inovador que vem sendo realizado no laboratório da Coppe é o desenvolvimento de um simulador de manobras para operações de isolamento e recolhimento de óleo no mar, no caso de derramamento. Trata-se de uma operação minuciosa, em que duas embarcações conduzem uma barreira de contenção, cuja finalidade é impedir o espalhamento do óleo. Paulo de Tarso explica que até mesmo a velocidade de cada uma das embarcações pode interferir no resultado da missão, caso uma não esteja sincronizada com a outra. Isso pode provocar, entre outros acidentes, a ruptura do material utilizado como barreira. A etapa seguinte da operação é a aspiração do óleo por meio de equipamentos denominados skimmers.

Segundo Paulo, a finalidade do simulador é treinar as tripulações das embarcações envolvidas nesse tipo de operação. Hoje, eles só aprendem na prática, o que pode gerar custos e situações de riscos. Com o simulador em desenvolvimento na Coppe, em parceria com a empresa OceanPact e com recursos da Finep, os capitães poderão se aperfeiçoar e treinar suas equipes. “A ferramenta computacional está sendo certificada a partir de informações obtidas em testes no mar e podemos acrescentar, quando necessário, resultados obtidos em ensaios realizados no tanque oceânico em embarcações com escala reduzida”, explica Paulo de Tarso.

Laboratório acompanha os avanços tecnológicos do setor

A intensificação das atividades de exploração de óleo e gás nas camadas geológicas do pré-sal traz muitos desafios tecnológicos e tem atraído grandes investimentos. Há uma previsão de construção, instalação e operação de inúmeros sistemas offshore, envolvendo as mais diversas tecnologias. Mas, antes de sua construção, esses sistemas precisam confirmar sua viabilidade técnica. Para tanto, os ensaios experimentais com modelos reduzidos são fundamentais, pois representam, com grande fidelidade, as reais condições enfrentadas no mar. Assim, a perspectiva é que o LabOceano tenha uma demanda crescente de pesquisas e ensaios experimentais pelas empresas do setor.

O professor da Coppe diz que o setor offshore é altamente competitivo, o que acarreta a contínua introdução de novas tecnologias. “Em paralelo, para realizar os testes experimentais de forma realista, é necessária a introdução de novas técnicas e instrumentos de medição, o que implica permanente atualização para o LabOceano”, diz ele.

Alinhado com esses avanços tecnológicos, o LabOceano tem passado por constantes readaptações, incorporando ou desenvolvendo novas facilidades e equipamentos. Entre os exemplos, estão o sistema de geração de vento e sistemas óticos para medir os movimentos dos corpos flutuantes ou de corpos submersos em testes. Também foi implantado um fundo móvel operado por guinchos elétricos, que passou a permitir o controle de profundidade do tanque e a realização de ensaios em águas rasas.

Além disso, a equipe do LabOceano, a partir de 2008, passou a construir seus próprios modelos de navios e plataformas offshore para a realização dos ensaios. Eles são construídos em uma oficina implantada no laboratório com equipamento apropriado, que conta com uma máquina de usinagem do tipo fresadora com controle numérico, capaz de fabricar modelos com até 6 metros de comprimento.

“Os modelos fabricados de forma artesanal não eram adequados para a realização das pesquisas, pois não atendiam aos rigorosos critérios de precisão exigidos. Nossa oficina tem sido fundamental para garantir o atendimento dos prazos e da qualidade necessária para a realização de ensaios de modelos reduzidos em ondas, conforme os padrões estabelecidos pelo International Towing Tank Conference (ITTC)”, explica o coordenador do LabOceano. Segundo Paulo, o ITTC é uma organização que, desde 1933, reúne os principais laboratórios oceânicos do mundo e, a cada três anos, publica normas para a realização desse tipo de ensaios. Em 2011, o LabOceano organizou o 26o Congresso do ITTC no Rio de Janeiro e, desde então, é membro permanente de seu comitê consultivo.

Para os próximos meses, estão previstas as instalações de um canal de águas circulantes – com 22 metros de comprimento, 4 metros de largura e 2,5 metros de profundidade – e de uma plataforma de manobras.

No mundo, só há três tanques similares ao do LabOceano: Marintek, na Noruega, com 10 metros de profundidade; Marin, na Holanda, com 10,5 metros; e Xangai, na China, com quase 11 metros. Na primeira etapa da construção do LabOceano, foram investidos R$ 15 milhões (valores de 2003) provenientes dos royalties do petróleo, repassados pela Finep, por meio do fundo setorial CT-Petro, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, e R$ 1 milhão concedido pelo governo do estado fluminense, por meio da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj).

Inovação tecnológica e redução de custos para as empresas

O LabOceano também possibilita vantagens técnicas e econômicas para as empresas sediadas no Brasil e na América do Sul. Quando foi inaugurado, em 2003, os custos diários para a realização de ensaios nos tanques europeus oscilavam entre US$ 15 mil e US$ 20 mil. Tais custos, associados à necessidade de agendamento prévio dos testes e de deslocamento de equipes das empresas, restringiam o número de ensaios e, consequentemente, os benefícios proporcionados.

Segundo o professor Paulo de Tarso, desde sua inauguração, o laboratório tem sua agenda ocupada. Dos 100 ensaios realizados, cerca de 80 foram de longa duração, em torno de 5 semanas cada. A média pulou de quatro testes, nos anos iniciais, para oito em 2012. Além da Petrobras, estão entre os principais clientes do laboratório empresas como Shell, Floatec, SSP, FMC, Bluewater, SBM Offshore, Lockheed-Martin, Subsin, Acergy, Technip, Engevix/Ecovix, SubSea7 e Vale.

Parte dos ensaios e pesquisas do LabOceano foi realizada pelos próprios professores e pesquisadores da Coppe para testarem suas inovações. Uma delas foi a Usina de Ondas, em fase final de testes para funcionamento no Porto de Pecém, no Ceará. A usina-piloto é um projeto da Coppe, financiado pela Tractebel Energia S.A., dentro do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e apoiado pelo governo do Ceará.

Idealizada e projetada no Laboratório de Tecnologia Submarina da Coppe, a usina teve seu protótipo testado no LabOceano e, hoje, insere o Brasil no seleto grupo de países estudam diferentes conceitos tecnológicos para atingir um mesmo objetivo: comprovar que as ondas do mar podem produzir eletricidade com confiabilidade de suprimento e a custos viáveis.