LabOceano da Coppe celebra 20 anos de atividades

O Laboratório de Tecnologia Oceânica (LabOceano) da Coppe/UFRJ completou 20 anos mantendo plena atividade, desde sua inauguração, em 2003, pelo então presidente da República Luiz Inácio Lula da Silva. Até o momento, o laboratório já realizou mais de uma centena de ensaios e testes, que resultaram em inovações tecnológicas e confiabilidade aos equipamentos e estruturas voltados para os setores naval e petrolífero e para outras atividades offshore, incluindo as relacionadas à geração de energias renováveis em alto mar como as energias das ondas; térmica dos oceanos e eólica offshore.

Para comemorar as duas décadas de funcionamento, o LabOceano promove, no dia 8 de dezembro, a partir das 9 horas um evento com a participação das diversas instituições e personalidades que contribuíram de forma decisiva ao longo desta trajetória.

Primeiro prédio a ocupar o Parque Tecnológico da UFRJ, o LabOceano possui o segundo mais profundo tanque de testes 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. Além disso, possui um sistema de geração de correntes, instalado em 2018, que amplia sua capacidade para reproduzir, com alta precisão, a diversidade das correntes marinhas em função da profundidade do mar.

No mundo, há poucos laboratórios similares ao do LabOceano como o Marintek, na Noruega, com 10 metros de profundidade; Marin, na Holanda, com 10,5 metros e Xangai, na China, com quase 11 metros.

Ensaios com pesquisas de ponta

Recentemente o LabOceano, em parceria com a empresa Sapura Navegação Marítima S.A., desenvolveu um simulador, o LabOsim, para treinamento de operação em navio PLSV (Pipe Laying Support Vessel), que é um modelo de embarcação projetado para apoio, instalação e lançamento de dutos flexíveis. O LabOsim funciona no ambiente de simulação do laboratório da Coppe que, distribuído em três salas com duas cabines de visualização e ambiente de realidade virtual, tem a capacidade de replicar com precisão situações de navegação do dia a dia de uma embarcação.

A implantação do equipamento de simulação é um trabalho inovador realizado no LabOceano, que na fase inicial desenvolveu 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 para impedir o espalhamento do óleo. Neste caso, os movimentos de ambas embarcações devem estar rigorosamente sincronizados sob risco de rompimento da barreira de contenção e comprometimento da missão de recolhimento do óleo. Nesta primeira etapa, o simulador recebeu recursos de projeto financiado pela Finep com participação da empresa Oceanpact Serviços Marítimos Ltda.

Segundo o professor Paulo de Tarso T. Esperança, coordenador-executivo do LabOceano, a principal finalidade do equipamento de simulação é treinar as tripulações das embarcações envolvidas nas operações. Sem este recurso, a tripulação tem que aprender durante as operações, com maiores riscos e os custos associados. “O Simulador é certificado 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.

Nestes 20 anos foram realizados inúmeros ensaios em equipamentos desenvolvidos a partir de pesquisas de ponta por empresas públicas e privadas de todos os continentes. Um dos ensaios envolveu um estudo inédito no Brasil para geração de energia limpa e renovável, com o objetivo de estudar o comportamento no mar de um sistema para geração de energia elétrica. “Nas zonas tropicais e subtropicais, o gradiente térmico entre a superfície e o fundo do mar pode atingir cerca de 20^oC. 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 Paulo de Tarso.

Parte dos ensaios e pesquisas foi realizada pelos próprios professores e pesquisadores da Coppe para testarem suas inovações. Uma delas foi a Usina de Ondas, que funcionou durante dois anos em fase de testes no Porto de Pecém, no Ceará, e também é voltada para geração de energia limpa e renovável. A usina-piloto foi 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 (LTS) da Coppe, a usina teve seu modelo testado no LabOceano e, hoje, insere o Brasil no seleto grupo de países que 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.

Ampliação de estudos para geração de energia no mar

O LabOceano tem se aprofundado cada vez mais nos ensaios para geração de energia limpa, e, no momento, seu tanque oceânico está sendo utilizado para testar a performance de um modelo de tecnologia eólica offshore inédita no Brasil, iniciativa da Petrobras. O objetivo dos testes é avaliar o desempenho de um sistema eólico flutuante em escala reduzida – composto por um aerogerador apoiado em uma estrutura semissubmersível de quatro colunas – posicionado no tanque. O cenário reproduz as condições ambientais e de mar típicas do pré-sal da Bacia de Santos, onde a tecnologia poderá ser implementada em etapa posterior, após comprovação de sua viabilidade técnica e econômica.

Dentro de dois anos, os pesquisadores do laboratório atuarão nos ensaios de duas pesquisas para uma outra petrolífera, a China National Offshore Oil Corporation (CNOOC), que estão sendo realizadas no LTS/Coppe. A primeira investiga as turbinas eólicas flutuantes em profundidades entre 60 e 150 metros. Já a segunda é voltada para a descarbonização das atividades de óleo e gás na região do pré-sal, em profundidades entre 500 e 2.500 metros, utilizando o conceito de parque híbrido com fontes eólica, de onda e solar. No LTS, a iniciativa é liderada pelo Grupo de Energias Renováveis no Oceano (GERO).

Inovação tecnológica e redução de custos

A exploração de óleo e gás no pré-sal trouxe muitos desafios tecnológicos e atraiu grandes investimentos, com vários sistemas offshore, envolvendo as mais diversas tecnologias, sendo construídos e instalados pelas empresas do setor. Mas, antes de sua construção e também de entrar em operação, esses sistemas precisam confirmar sua viabilidade técnica. Por isso, são fundamentais os ensaios experimentais com modelos reduzidos no LabOceano porque representam, com grande fidelidade, as reais condições enfrentadas no mar. O desenvolvimento da exploração no pré-sal intensificou a procura pelo laboratório da Coppe, cuja equipe é altamente qualificada e capaz de realizar os testes experimentais de forma realista, com a necessária introdução de novas técnicas e instrumentos de medição, o que implica permanente atualização.

Além disso, a equipe do LabOceano 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, em 2008, 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”, explica Paulo de Tarso.

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 em torno de 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. Além da Petrobras, estão entre os principais clientes do laboratório empresas sediadas em todos os continentes como Shell, Floatec, SSP, Bluewater, SBM Offshore, Lockheed-Martin, Subsea7, Oceaneering, FMC, Technip e Vale.

Na primeira etapa da construção do LabOceano, foram investidos recursos provenientes dos royalties do petróleo, repassados pela Finep, por meio do fundo setorial CT-Petro, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, e recursos concedidos pelo governo do estado fluminense, por meio da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj). Para a instalação do sistema gerador de correntes foram investidos recursos provenientes da Petrobras/ANP e da Finep/MCTI.