Los movimientos provocados en alta mar por la acci\u00f3n de las olas pueden convertirse en uno de los grandes enemigos de las plataformas que extraen petr\u00f3leo a miles de metros de profundidad, en aguas profundas y ultraprofundas. Es posible verificar este fen\u00f3meno en la cuenca de Campos, el mayor campo petrol\u00edfero brasile\u00f1o, donde las aguas del Oc\u00e9ano Atl\u00e1ntico son lo suficientemente fuertes como para balancear en demas\u00eda a las plataformas de extracci\u00f3n, por m\u00e1s grandes que \u00e9stas sean. Este balanceo es indeseable, tanto en funci\u00f3n de la estabilidad del sistema como para la seguridad de los trabajadores que viven en alta mar.<\/p>\n
Las peculiaridades oceanogr\u00e1ficas de las aguas de la costa brasile\u00f1a, donde se encuentran algunos de los mayores campos petrol\u00edferos de grandes profundidades del mundo, llevaron a los investigadores del Departamento de Ingenier\u00eda Oce\u00e1nica y Naval de la Escuela Polit\u00e9cnica (Poli) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) a idear un innovador proyecto de plataforma. El nuevo y sorprendente dise\u00f1o de sost\u00e9n de una planta de producci\u00f3n de petr\u00f3leo est\u00e1 formado por una sola columna y no por varias, como en las plataformas semisumergibles.<\/p>\n
“Todas las simulaciones llevadas a cabo en el in\u00e9dito sistema monocolumna mostraron que las ventajas con relaci\u00f3n al movimiento, la estabilidad y la seguridad son grandes”, afirma el ingeniero naval Daniel Cueva, del equipo del profesor Kazuo Nishimoto, de la Poli, coordinador de la investigaci\u00f3n realizada en asociaci\u00f3n con Petrobras en el \u00e1mbito del Centro de Excelencia en Ingenier\u00eda Naval y Oce\u00e1nica, del cual forman parte la USP, el Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT, sigla en portugu\u00e9s), la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (UFRJ) y el Centro de Investigaci\u00f3n y Desarrollo de Petrobras (Cenpes). De acuerdo con el investigador, el proyecto de construcci\u00f3n de la plataforma de columna \u00fanica ha resultado en un pedido de patente por parte de Petrobras en Estados Unidos. En dos a\u00f1os la empresa invirti\u00f3 1,2 millones de reales en el proyecto.<\/p>\n
Este desarrollo tecnol\u00f3gico consiste en la creaci\u00f3n de una plataforma de tipo flotante, sin compartimentos para el almacenaje de crudo. Es una opci\u00f3n a las convencionales plataformas semisubmergibles, bastante empleadas en todo el mundo. Dentro de la categor\u00eda de las unidades flotantes, Petrobras cuenta tambi\u00e9n con los buques FPSO (floating, production, storage and offloading<\/em>, o flotaci\u00f3n, producci\u00f3n, almacenamiento y descarga). En otra familia se encuentran las plataformas denominadas de chaqueta, fijadas directamente en el fondo oce\u00e1nico.<\/p>\n “La MonoBR (tal como se denomina al nuevo proyecto de plataforma) se encuadra en el sentido de los objetivos de Petrobras, esto es: invertir en alternativas consistentes para cascos de unidades flotantes de producci\u00f3n de gran porte, que tengan como premisa una mayor seguridad y mejores caracter\u00edsticas operativas”, explica Isa\u00edas Quaresma Masetti, ingeniero del Cenpes y responsable del proyecto.<\/p>\n De acuerdo con el equipo t\u00e9cnico, la plataforma monocolumna ha pasado por todos los rigurosos ex\u00e1menes de factibilidad t\u00e9cnica y econ\u00f3mica a los cuales un proyecto como \u00e9ste debe someterse en el \u00e1mbito interno de Petrobras. Uno de los problemas fundamentales que la MonoBR logr\u00f3 sortear fue la reducci\u00f3n de las amplitudes de los movimientos de la unidad debido a la acci\u00f3n de las olas, lo que dota al sistema de una mayor flexibilidad operativa.Una vez realizadas todas las evaluaciones durante el per\u00edodo de desarrollo, el nuevo concepto fue validado y actualmente se encuentra en la lista de alternativas disponibles.<\/p>\n Cuando se llame a nueva licitaci\u00f3n y se determinen las unidades seleccionadas con base en las necesidades de seguridad, de operaci\u00f3n y de costos, la monocolumna puede ser una de las opciones tenidas en cuenta. El ganador de la licitaci\u00f3n no tiene el poder de vetar o alterar la elecci\u00f3n tecnol\u00f3gica previa hecha por parte de la empresa. “Explotar petr\u00f3leo a 3 mil metros de profundidad en el agua es desde todo punto de vista una actividad innovadora y requiere mucha audacia t\u00e9cnica, al margen de responsabilidad”, afirma Masetti.<\/p>\n La l\u00ednea de razonamiento cient\u00edfico del proyecto de la monocolumna se bas\u00f3 en las discusiones que comprendieron conceptos b\u00e1sicos de la ingenier\u00eda naval, alineados a algunas adaptaciones de estructuras utilizadas a menudo por la industria de petr\u00f3leo mundial, pero en una funci\u00f3n diferente. De acuerdo con los ingenieros que participan en el proyecto, la localizaci\u00f3n de estos campos en el Oc\u00e9ano Atl\u00e1ntico, a m\u00e1s de 1.500 metros de profundidad, es una de las grandes dificultades para la prospecci\u00f3n de petr\u00f3leo.<\/p>\n El impacto de las oscilaciones no es \u00fanicamente sentido al nivel de la superficie, sino tambi\u00e9n en las ca\u00f1er\u00edas que cargan el crudo desde la cabeza del pozo hasta la unidad. “En la actualidad, en grandes profundidades, la utilizaci\u00f3n de los tubos r\u00edgidos de acero llamados de\u00a0steel catenary risers<\/em> (SCRs) ha pasado a ser uno de los grandes objetivos”, explica Marcos Cueva, primo de Daniel y tambi\u00e9n alumno de doctorado de Nishimoto. De acuerdo con el ingeniero, los ca\u00f1os flexibles, llamados risers flexibles, est\u00e1n siendo dejados de lado debido a algunas limitaciones tecnol\u00f3gicas para su uso en profundidades superiores a los 1.500 metros y por su costo superior si se los compara con los r\u00edgidos.<\/p>\n “El gran problema de las ca\u00f1er\u00edas r\u00edgidas radica en que quedan sujetas no solamente a los efectos de la corriente del fondo del mar, sino tambi\u00e9n a las oscilaciones de la unidad flotante. Si la plataforma de arriba tambi\u00e9n estuviera oscilando mucho, comenzar\u00edamos a tener problemas relacionados con la fatiga de los ca\u00f1os, algo que no se registra en los tubos flexibles, debido a la naturaleza de los materiales usados”, explica Daniel Cueva.<\/p>\n Para permitir que el sistema se mantuviera dentro de niveles aceptables de movimiento, los proyectistas resolvieron adaptar un sistema conocido de los proyectistas del sector, pero que nunca hab\u00eda sido utilizado para tal finalidad. “El ‘moonpool’, una especie de abertura instalada en el casco de la plataforma, es bastante utilizado en embarcaciones para permitir el acceso al fondo del mar de las instalaciones de perforaci\u00f3n”, explica Marcos. “Resolvimos emplearlo como una manera de reducir la amplitud de los movimientos verticales.”<\/p>\n El trabajo de investigaci\u00f3n y simulaci\u00f3n de proyectos como el de esta plataforma se acerc\u00f3 a la realidad desde que se inaugur\u00f3 en la USP el llamado tanque de pruebas num\u00e9ricas (TPN) (lea en<\/em> Pesquisa FAPESP\u00a0n\u00ba 73<\/em>). M\u00e1s all\u00e1 de los tanques f\u00edsicos, como es el caso del que existe en el IPT y el de la Coordinaci\u00f3n de Programas de Posgrado e Investigaci\u00f3n en Ingenier\u00eda (Coppe) de R\u00edo de Janeiro, un conjunto de 120 computadoras y una pantalla de proyecci\u00f3n tridimensional operan en sinton\u00eda fina para brindarles a los cient\u00edficos condiciones bastante parecidas a las reales.<\/p>\n La simulaci\u00f3n realizada en el TPN permite a los ingenieros hacer observaciones desde todos los \u00e1ngulos de la plataforma. E incluso descender a m\u00e1s de 1.500 metros de profundidad para analizar si los SCRs est\u00e1n o no oscilando m\u00e1s que lo permitido. “La fatiga en estos materiales es siempre una preocupaci\u00f3n”, informa Daniel. Con base en \u00e9sta y en otras herramientas computacionales exclusivas, desarrolladas en funci\u00f3n de las necesidades del proyecto de desarrollo de la plataforma, los cient\u00edficos logran afirmar que la MonoBR, por ejemplo, tienen un elevado nivel de seguridad. “Efectuamos pruebas en las que hasta un cuarto del volumen de la unidad es inundado, y la plataforma no se hundi\u00f3”, afirma Marcos.<\/p>\n Pero la MonoBR no surgi\u00f3 \u00fanicamente a partir de pruebas virtuales. El prototipo ya ha entrado en el tanque paulista del IPT y durante este mes de junio va a hacer su debut en R\u00edo de Janeiro. Ser\u00e1n cuatro semanas de pruebas en las que la MonoBR ser\u00e1 observada en el tanque de la Coppe, que es uno de los mayores en operaci\u00f3n en el mundo y es ideal para el estudio de plataformas. Tiene 40 metros de largo por 30 metros de ancho y 15 metros de profundidad.<\/p>\n “Si usamos un prototipo en la escala de 1:100, por ejemplo, vamos a lograr observarlo a una profundidad de 1.500 mil metros”, explica Daniel. El proceso de desarrollo, de acuerdo con los investigadores, tiene una gran importancia acad\u00e9mica, debido al modo como evolucion\u00f3 dentro de la universidad, integrado con las empresas de proyectos de plataformas. “Nosotros hicimos algo que puede caracterizarse como un proyecto conceptual avanzado”, explica Daniel. Normalmente, los proyectos acad\u00e9micos como \u00e9ste se restringen \u00fanicamente a la fase conceptual. “No entran en la fase del llamado proyecto b\u00e1sico, y mucho menos a\u00fan en los detalles, que solamente se concretan cuando ya se est\u00e1 cerca del proceso de licitaci\u00f3n.”<\/p>\n En el caso de la plataforma proyectada para Petrobras, los n\u00fameros que constan en los estudios realizados en la USP brindan un dimensi\u00f3n precisa acerca de los desaf\u00edos de la extracci\u00f3n de petr\u00f3leo en las profundidades del oc\u00e9ano. “Nuestro proyecto prev\u00e9 la explotaci\u00f3n de petr\u00f3leo a 1.800 metros de profundidad. El peso previsto de la MonoBR es de 135 mil toneladas, y el ancho del casco es de 95 metros, por citar algunos datos”, dice Daniel. El precio estimado de la plataforma monocolumna es de entre 500 y 700 millones de d\u00f3lares, un valor mucho m\u00e1s bajo que el de las comerciales.<\/p>\n Varias peque\u00f1as innovaciones tecnol\u00f3gicas est\u00e1n previstas en el dise\u00f1o final. “Esta plataforma tiene por ejemplo aquello que podemos denominar simetr\u00edas geom\u00e9tricas. Esto facilita mucho la construcci\u00f3n y las inspecciones de puntos cr\u00edticos de la estructura”, informa Marcos. Los investigadores explican que las dimensiones de una plataforma de este porte no se relacionan \u00fanicamente con las grandes profundidades. Debido a las caracter\u00edsticas del petr\u00f3leo brasile\u00f1o, que es de alta viscosidad, la planta de producci\u00f3n debe ser mayor, para dar espacio a los robustos equipos de extracci\u00f3n y de producci\u00f3n. La cubierta en este caso debe soportar siempre altas cargas.<\/p>\n Desde el punto de vista conceptual, las condiciones hidrodin\u00e1micas (el movimiento de las olas y de las corrientes mar\u00edtimas) del mar brasile\u00f1o pueden considerarse que son las grandes responsables del desarrollo de la plataforma de columna \u00fanica, que es capaz de soportar estas condiciones con mayor flexibilidad.<\/p>\n Los investigadores brasile\u00f1os eligieron por lo tanto un camino \u00fanico debido a las diferencias ambientales de cada regi\u00f3n. En el mar del Norte, en Europa, por ejemplo, las condiciones de olas, de las corrientes, del viento y de profundidad son distintas. Seg\u00fan Daniel, la discusi\u00f3n sobre una columna \u00fanica es reciente. “Todo empez\u00f3 a comienzos de los a\u00f1os 1990. Los japoneses, los noruegos y los estadounidenses tambi\u00e9n est\u00e1n pensando en esto, pero el \u00fanico proyecto realmente adaptado a Brasil es el nuestro.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Cient\u00edficos de la USP desarrollan un in\u00e9dito proyecto de plataforma de extracci\u00f3n de petr\u00f3leo en alta mar","protected":false},"author":112,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[417],"class_list":["post-78043","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78043","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/112"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=78043"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78043\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=78043"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=78043"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=78043"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=78043"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}