P ONTOS CRÍTICOS NO PROCESSO DE RECOLHIMENTO E COMO RESOLVÊ LOS

As atividades de recolhimento dos tramos de dutos podem ser diferentes em função de algumas variáveis, configurando pontos críticos no processo. A seguir são descritos os mais comuns e importantes, seguido das tratativas para o recolhimento dos dutos em cada situação.

4.3.1 Tempo de abandono dos dutos

O ambiente marítimo é altamente corrosivo devido a sua salinidade. Somado à corrosão, há, ainda, a ciclicidade dos movimentos de corrente e a abrasão do leito que podem comprometer a integridade dos produtos, caso passe de sua vida útil. Quando dutos são abandonados por muitos anos, estes efeitos são considerados com potencial de relevância o suficiente para interferir nas características de fabricação. Não são mais confiáveis dados como

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carga suportada e dimensões, por exemplo. Sem mencionar a nova irregularidade na superfície dos acessórios que pode romper cintas e cabos que estejam em contato.

Caso o tramo e/ou seus acessórios sejam considerados comprometidos, o tramo pode ser submetido a um teste de carga que verifique se o tramo suporta a carga máxima estimada, evitando que o tramo se rompa durante sua movimentação e danifique a embarcação ou ponha em risco a vida dos trabalhadores. Além disso, o recolhimento do duto não deve ser feito diretamente pela cabeça de tração como normalmente é realizado. À lingada de abandono - caso exista - e à cabeça de tração não deve ser confiada a carga. A pescaria do duto deve ser realizada de forma alternativa a ser alinhada com a empresa proprietária do produto. Os mecanismos alternativos de pescaria são propriedade intelectual de cada empresa instaladora e devem ser desenvolvidos considerando sua experiência e material disponível a bordo.

A Figura 4.6, abaixo, pertence a um ensaio de corrosão realizado pela empresa Ari Cabos com uma manilha forjada em aço carbono 1045 com acabamento superficial galvanizado eletrolítico exposta a uma solução aquosa de aproximadamente 5% de cloreto de sódio (NaCl), preparada pela dissolução de (50 ± 5) g de cloreto de sódio num volume de água que permite a obtenção de 1 L de solução, à temperatura ambiente.e serve para ilustrar a evolução de um acessório corroído e como sua condição se altera (ARI CABOS, 2020.).

Figura 4.6 - Evolução da corrosão em uma manilha. ARI CABOS (2020)

4.3.2 Raio de Curvatura mínimo

O duto flexível, por definição, possui elevada rigidez axial, radial e torcional, mas baixa rigidez flexional. Por este motivo, uma importante característica deste produto é o seu raio de curvatura mínimo (minimum bending radius - MBR). A figura 4.7 ilustra o raio de curvatura de um duto flexível (BENDIA, 2019).

Figura 4.7 - Raio de curvatura de um duto flexível. FIBER OPTIC (2018).

O MBR é o raio calculado para uma deformação máxima da camada plástica mais externa ao duto. Um duto possui diferentes MBRs para condições de operação estática, dinâmica e de armazenamento. Os raios mínimos de curvatura para operação derivam do armazenamento acrescido de fatores de segurança que consideram as particularidades características de cada um. A estrutura pode sofrer flexão desde que a mesma respeite os limites do MBR de projeto do duto.

A Figura 4.8 ilustra a distribuição da deformação e rigidez à flexão em um corpo tubular.

Figura 4.8 - Ilustração de distribuição da deformação e rigidez à flexão em um corpo tubular. PHOENIX RUBBER INDUSTRIAL (2003).

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Este fator é um dos grandes pontos de atenção nas etapas que envolvem maior flexão do corpo do duto flexível. Considerando o escopo de recolhimento de linhas abandonadas, esta flexão pode ser identificada no momento de pescaria da linha do leito, quando apenas parte da estrutura se encontra suspensa, ou no armazenamento deste produto, quando realizado em cestas ou bobinas.

Para evitar danificar o duto, em cada uma destas etapas que envolve flexão significativa, deve ser analisado o valor máximo e comparado com o MBR da linha. Caso a flexão seja maior do que a estrutura suporta, deve-se procurar uma solução alternativa, como realizar o recolhimento com um barco de apoio ou armazenar de outra forma. Caso não seja possível encontrar solução alternativa e a linha não seja para descarte - quando seria aceitável algum nível de dano na estrutura, visto que a mesma é considerada sucata - a operação pode ser inviabilizada.

4.3.3 Torção

Durante o manuseio ou armazenamento de dutos flexíveis é possível a ocorrência de esforços de torção que podem resultar no rompimento de arames de tração. O rompimento dos arames poderá comprometer a resistência mecânica dos dutos e, consequentemente, permitir sua deformação plástica, conforme mostram os exemplos da Figura 4.9.

A deformação por torção pode ser atribuída à forma como o duto é armazenado, transportado e acomodado, durante um lançamento/recolhimento em que seja aplicado um ângulo inadequado na catenária formada pelo duto, ou até mesmo devido à ocorrência de corrosão, que diminui a resistência dos arames de tração, levando-o ao rompimento.

(a) (b)

Figura 4.9 - Exemplos de torção em um duto flexível. (a) Duto manuseado inshore. BENDIA (2019) e (b) Duto já instalado em área offshore. BARBOSA (2018).

Quando ocorre a tensão em sentido torcional com rompimento de fios da armadura de tração, ocasionando a deformação plástica, a capacidade de tração do duto pode estar comprometida e a integridade da estrutura deve ser avaliada.

Um duto que se encontra deformado por torção pode ser tensionado no sentido oposto, com o intuito de avaliar a possibilidade de leva-lo a uma forma próxima à original, sem deformação, que ocorrerá se a estrutura não tiver sido danificada.

Para o recolhimento deve ser avaliada a dimensão da deformação para verificar a viabilidade de recolhimento considerando os equipamentos disponíveis a bordo.

Com objetivo de evitar que ocorra alguma torção em um duto ou que a evolução de alguma torção já existente seja transferida para o equipamento utilizado, pode-se utilizar o swivel, acessório descrito no item 3.2, responsável por permitir a rotação e evitar que seja gerada uma tensão torcional.

Contudo, é importante ressaltar que um tramo já abandonado com torção, não deve ter sua integridade considerada satisfatória para evitar riscos desnecessários. Neste sentido, é importante conhecer o histórico de cada duto.

4.3.4 Gaiola de passarinho

A torção do duto não é o único evento que pode ocorrer devido à instabilidade na camada que compõe a armadura de tração. A instabilidade radial desta camada é ocasionada

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pela compressão axial. Esta compressão pode induzir uma torção no sentido contrário ao do assentamento dos arames que compõe a armadura e, assim, gera o afastamento destes filamentos em relação as demais camadas internas, chamando-se “gaiola de passarinho” devido a sua semelhança visual a uma gaiola, observável na Figura 4.10 (RIZZO, 2010).

Figura 4.10 - Efeito Gaiola de Passarinho. BALDAN , MACHADO (2010)

A ocorrência deste fenômeno já é uma forma de dano no duto flexível e sua armadura de tração já se encontra comprometida. Seu posterior uso já foi impedido e o único desafio é recolhê-lo com segurança. As cargas durante a operação de recolhimento devem ser estimadas e analisadas considerando a condição danificada do duto. Caso necessário, deve-se realizar o recolhimento de forma a diminuir as cargas, seja com auxílio de um barco de apoio ou alterando a pega deste duto para evitar que a área danificada veja a carga.

Além do monitoramento e avaliação durante elevação da linha, dependendo do equipamento utilizado para recolher este tramo para a embarcação, pode ser necessário alterar o procedimento normal devido a diferença brusca de diâmetro na linha e as característica desconhecidas do trecho danificado. Uma possível forma de não aplicar nenhuma tensão neste trecho, durante o recolhimento, é realizar a passagem do mesmo pelo equipamento de formas alternativas, utilizando amarrações com cintas e cabos e deixando o equipamento comum realizar as tensões necessárias somente durante a passagem dos trechos livres de dano.

4.3.5 Dano ao longo do duto

A movimentação de transporte, instalação, operação e desinstalação pode ocasionar danos acidentais ao duto. Por este motivo, deve ser realizado um monitoramento visual ao longo dos tramos, ainda abandonados, para verificar a presença de algum dano e/ou reparo.

Caso seja identificado um dano, ele pode ou não ter comprometido a estrutura dependendo das suas dimensões. Para um tramo comprometido, deve ser estudado o recolhimento de formas alternativas. Danos devem receber reparo, antes do lançamento ou abandono ou durante inspeções e manutenções, para que a situação não se agrave com mais movimentação e estes reparos devem ser acompanhados durante o recolhimento, visto que podem se deslocar ou arrebentar.

4.3.6 Presença de hidratos

Os hidratos de gás são substâncias cristalinas de aspecto semelhante ao do gelo, formados quando pequenas moléculas orgânicas (geralmente gases entre 0,35 a 0,9nm) são combinadas com água a baixas temperaturas e altas pressões, condições tipicamente encontradas em águas profundas e ultraprofundas (KLAUDA; SANDLER, 2000).

Os hidratos podem se formar como um grande bloco, chamado plug, como mostrado na Figura 4.11, ou apenas na forma de uma fina camada, chamada de filme.

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No recolhimento, quando o duto se aproxima da superfície, ocorre uma significativa diminuição da pressão, que pode ocasionar a dissociação dos hidratos, com mudança de estado de cristalino para gás, resultando em aumento de seu volume. O grande perigo é que a expansão do gás possa gerar o rompimento do duto durante recolhimento, ou até mesmo quando já estiver dentro da embarcação, pois a dissociação não necessariamente ocorre imediatamente após a diminuição de pressão, o que pode resultar em um acidente envolvendo os trabalhadores próximos, além de perdas materiais.

Para mitigar estes riscos, deve-se levantar o histórico operacional do duto a ser recolhido para verificar se as condições a que ele foi exposto se enquadram na possibilidade de formação de hidratos. Caso seja indicado que há possibilidade de formação, deve-se realizar uma limpeza do duto para remoção de hidratos.

Além destas medidas, durante todo o processo de recolhimento deve ser observada a presença de gás no interior do duto, e manter as válvulas de escape de gás abertas, quando possível, sempre recolhendo em velocidade baixa para não gerar uma brusca diferença de pressão.

A posição das válvulas de alívio em dutos com lazy wave também é apontada como risco na operação (item 4.3.7), pois são de extrema importância para que qualquer acúmulo de gás tenha possibilidade de escape. É de extrema importância analisar o posicionamento das válvulas. Caso o posicionamento não esteja adequado, deve ser elaborada uma sequência que permita o escape deste gás e/ou realizar o transporte deste tramo para uma área mais segura (livre de outros produtos e equipamentos próximos). A nova sequência pode ser elaborada considerando uma mudança na posição relativa entre válvula e resto do duto ou permitindo o escape do gás por um local alternativo, criado durante a operação.

4.3.7 Posição das válvulas de alívio

As válvulas de alívio, instaladas nos conectores, são de extrema importância para que qualquer acúmulo de gás (alguns tóxicos) tenha possibilidade de escape antes da chegada do duto na plataforma. Porém, sua posição em relação ao resto do duto sua eficiência e eficácia podem diminuir, sendo seu posicionamento ideal na rota de fuga de gás ou no local em que o mesmo se acumularia, conforme figura 4.13 (a). Em outras palavras, a existência de um ponto mais alto que as válvulas significa que o gás acumulado nesta faixa não terá por onde escapar (Figura 4.13 (b)).

(a)

(b)

Figura 4.12 - Abandono de linha com flutuadores. (a) om conector posicionado de forma ideal a permitir o escape de gás, (b) com conector posicionado de forma a causar acúmulo de gás.

Um acúmulo de gás, gerado quando o duto estava em operação, pode estar estável na posição em que se encontra, mas recolher um tramo significa aproximar o mesmo da superfície e o expor a uma pressão externa menor que a anterior. Com a redução da pressão externa, o gás acumulado irá se expandir e pode romper o duto. Além de danificar o produto e, possivelmente, a embarcação, esta ruptura pode colocar a equipe envolvida em risco.

4.3.8 Corrosão sob tensão

Em Janeiro de 2017, foi reportado um acidente à Agência Nacional do Petróleo em que um duto de injeção de gás, cuja vida útil estabelecida pelo fabricante era de 20 anos, se rompeu no seu segundo ano de operação. Com este incidente, sem registros anteriores, tornou-se mapeado o risco de corrosão sob Tensão por CO2 (CO2 Stress Corrosion Cracking - SCC) (ANP, 2017).

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Apesar de ainda estar em fase inicial dos estudos, sabe-se que este fenômeno ocorre em um ambiente propício em que os principais parâmetros são os materiais metálicos das camadas dos dutos, água, CO2 e tensão estática, cíclica ou residual e leva a um fenômeno de corrosão e, consequentemente, o surgimento e propagação de trincas (Figura 4.13) que podem ocasionar uma falha estrutural por fratura ou por colapso plástico (ou por uma combinação de ambos) em um curto espaço de tempo, reduzindo drasticamente a vida útil destes dutos.

(a) (b)

Figura 4.13 - Visão microscópica de trincas causadas pela corrosão do material. (a) NATIONAL PHYSICAL LABORATORY (2015) e (b) NATIONAL PHYSICAL LABORATORY (2015).

Existem algumas teorias de pesquisadores de como um duto entra em abrangência do SCC-CO2 mas, para as empresas instaladoras, o que importa é como resgatar um duto considerado nesta abrangência.

O conhecimento da abrangência ou não do SCC-CO2, assim como a metodologia para alcançá-lo, é de responsabilidade da empresa dona dos produtos em conjunto com o fabricante das mesmas. A empresa instaladora deve questionar e solicitar o histórico operacional da linha e se a mesma se encontra na abrangência do fenômeno.

Caso a linha a ser recolhida seja considerada com risco da corrosão sob tensão por CO2, a mesma não deve ter a sua integridade considerada em bom estado devido aos grandes riscos de rompimento durante o recolhimento. Se por ventura a linha seja recolhida e, durante

o procedimento, ela se rompa, haverá uma mudança brusca de carga nos equipamentos e pode haver um descontrole de cabos, queda de material, impacto entre produto e embarcação, entre diversos outros riscos que colocam em risco não apenas a embarcação e seus equipamentos, mas também a vida dos trabalhadores envolvidos.

Visando realizar o recolhimento de linhas consideradas dentro da abrangência do SCC-CO2 com segurança, deve-se estimar a carga prevista durante o recolhimento e realizar um teste de integridade onde o duto é exposto a uma carga maior do que a prevista.. Este teste, deve ser realizado em área segura e com uma distância aceitável da embarcação, evitando expor os diversos fatores da operação aos riscos mencionados anteriormente. Caso a carga estimada seja considerada alta demais para o duto, deve-se elaborar uma outra forma de recolhimento para tentar diminuir a carga. Tanto a metodologia para realizar o teste quanto para diminuir a carga a ser vista pelo duto podem ser consideradas como propriedade intelectual de cada empresa e não será divulgado nenhum exemplo explícito.

É importante destacar que o teste de integridade possui validade, visto que o tempo pode alterar ainda mais a condição da linha de forma a deixar a carga considerada no mesmo ultrapassada para as novas condições. Por este motivo, após realizar o teste, o recolhimento do duto deve ser realizado dentro deste prazo de validade.

4.3.9 Vida marinha na superfície dos dutos

O ambiente subsea é rico em vida e diversidade. Dependendo do tempo em que o duto permaneceu neste ambiente, pode ser observada, através de monitoramentos visuais, vida marinha presente na superfície do produto, além de toda vida ao entorno.

Além da proteção de espécies nativas, também é necessário controlar a população de espécies invasoras, como o Coral-Sol, que se dispersam para locais onde não são nativas usando embarcações como vetor. A presença de novas espécies leva a competição por espaço e pode gerar a extinção de outras, nativas. Assim, é desejo de autoridades ambientais que evite- se que o coral-sol, considerado uma espécie bioinvasora, seja carregado para a superfície junto com os equipamentos substituídos ou que vão ser descartados

A recomendação da União Internacional para a Conservação da Natureza é mobilizar, rapidamente, os recursos necessários na primeira detecção de espécies invasoras para diminuir o impacto e maximizar a prevenção. As normas e regulamentos que gerenciam situações como essas, envolvendo manipulação de espécies invasoras são reflexo de acordos internacionais dos

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quais o Brasil é signatário - Especialmente Organização Marítima Internacional (IMO). Por este motivo, o desrespeito dos mesmos pode levar a consequências negativas para o Brasil no âmbito comercial.

Três principais métodos são utilizados para controlar espécies invasoras: químico, físico e biológico (Thresher e Kuris, 2004). Porém, em projetos que envolvem recolhimento de dutos abandonados com presença de espécies invasoras, não é dever da empresa instaladora direcioná-las para seu fim, e sim das empresas contratantes e donas dos produtos manipulados. A embarcação responsável pela operação deve remover de forma segura e eficaz, além de armazenar e transportar esta espécie. A metodologia adotada para tanto é propriedade intelectual de cada empresa e acordado somente entre cada parte envolvida.

4.3.10 Cruzamento entre dutos

Os dutos flexíveis são utilizados desde 1972. Ao longo destes 49 anos, diversos tramos foram movimentados, tanto como parte do escopo de algum serviço, quanto por movimentação natural de correntes marítimas. Uma possível consequência destas movimentações, é o cruzamento entre dutos. Quando há a necessidade de recolher um duto por cima de um cruzamento, não há qualquer problema, visto que seu caminho está livre. Já para recolher um tramo por baixo de outro, encontra-se o desafio (SILVA, 2010).

Em casos de recolhimento de tramos que se encontram por baixo de outros, é importante saber sobre o destino dos tramos envolvidos, o histórico dos mesmos e onde estão localizadas as extremidades soltas mais próximas. Caso o tramo superior esteja com uma extremidade livre próxima, é possível pescar esta extremidade e remanejá-la de forma a desfazer o cruzamento. Porém, nem sempre este cenário é encontrado.

Por vezes, os cruzamentos estão localizados muito longe das extremidades ou as mesmas não se encontram livres. Nestes casos, para viabilizar a operação, pode ser necessário cortar um tramo. Para cortar o tramo deve-se primeiro receber autorização do cliente, proprietário dos produtos, para ter certeza de que o tramo a ser cortado não está em funcionamento e pode ser inutilizado. Além disso, o recolhimento deve ser realizado de forma segura. Por este motivo, deve também ser analisado qual linha tem características e acessórios instalados que facilitem o recolhimento.

Dependendo do número de cruzamentos, pode existir um trecho cortado em ambas as extremidades. O método de recolhimento dos trechos cortados pode ser algo popularmente

utilizado pelas empresas, como amarrações com cabos e cintas, ou fruto de aprendizados em outras operações, tornando-se, assim, propriedade intelectual de cada uma.

4.3.11 Destino do tramo

Um tramo pode ter sido abandonado por diversos motivos, como já mencionado anteriormente. Caso o duto seja utilizado no futuro, sua integridade é essencial para o funcionamento e garantia da resistência às particularidades previstas no seu desenvolvimento e fabricação. Porém, algumas vezes, um tramo precisa ser recuperado, mas seu destino é o descarte e pode ser considerado sucata. Nestes casos, a conclusão do escopo é mais importante do que as condições do produto.

Ao pescar um duto considerado sucata, qualquer dano e/ou alteração de sua estrutura costumam ser permitidos (quando não geram riscos aos trabalhadores e equipamentos). Os cortes, por exemplo, são soluções mais rápidas e menos complexas para recuperar tramos com destinação ao descarte que estejam entrelaçados com outros. Além dos cortes, são toleradas deformações de armadura por aperto, danos à capa e/ou acessórios instalados, corrosão e diversos outros fatores que, em situações diferentes, deveriam ser evitados pois poderiam inutilizar o tramo ou seus acessórios.

4.3.12 Área congestionada

O ambiente subsea no entorno de uma área usada para exploração de petróleo e gás natural pode ser bastante congestionado. Apesar de existirem equipamentos que diminuam o volume de produtos nesta área, como os manifolds, ainda é um risco manipular carga suspensa.

A manipulação de carga suspensa pode ser desde o remanejamento de um duto até testes de carga para atestar a condição de um duto e mitigar o risco de rompimento durante manipulação dentro do navio. Nos casos em que existe a desconfiança de que o duto pode se romper, é indicado não realizar a movimentação em área congestionada pois, caso caia, existe o risco de danificar diversos outros produtos e equipamentos. Qualquer dano a produto ou equipamento pode gerar uma parada na produção e perda de grandes quantias e investimentos.

Para estas situações, o mais indicado é transportar esta cargas para uma área segura e livre de congestionamento para realizar testes ou outras manipulações necessárias de forma segura.

5 DISCUSSÃO

A indústria de exploração de petróleo e gás natural é, assim como diversas outras áreas, guiada por normas, regras e diretrizes, visando não apenas padronização, como também