Um grupo de professores, alunos, servidores e engenheiros do Instituto de Soldagem e Mecatrônica (LabSolda) e do Grupo de Análise de Tensões (Grante) do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está pesquisando diferentes formas de reparos de dutos onshore (em terra) da Petrobras. O objetivo do projeto é oferecer maior eficiência, confiabilidade e segurança aos reparos, reduzindo perdas de derivados de petróleo (como gasolina, óleo diesel etc.) na malha dutoviária da empresa petrolífera.

“O trabalho é orientado ao reparo de dutos perfurados clandestinamente para furto de produto, quando os indivíduos perfuram o duto em operação”, explica o professor Régis Henrique Gonçalves e Silva, coordenador do projeto.

Financiado pela Petrobras, a iniciativa tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Extensão Universitária (Fapeu) e tem duração prevista de, pelo menos, três anos. “A Fapeu tem fundamental importância no gerenciamento administrativo e financeiro em toda a diversidade de ações acessórias ao projeto, como contratações, compras ou importações”, define o professor Régis Silva.

Para a Petrobras, os dutos representam a maneira mais eficiente de transporte e movimentação de petróleo e combustíveis, com a subsidiária Transpetro operando uma rede de mais de 14 mil quilômetros de oleodutos e gasodutos no território brasileiro. A companhia afirma que a prática ilegal do roubo de combustível a partir dos dutos, a chamada derivação clandestina, vem se tornando cada vez mais comum e gerando riscos reais de vazamentos, incêndios ou explosões. Ressalta ainda que a ação criminosa coloca em risco a vida das comunidades vizinhas às faixas de duto, além de causar impactos graves ao meio ambiente, contaminando solos e rios. Desde 2017, a média de ocorrências é superior a 200 casos/ano.

Reparos

Os tipos de reparos adotados pela companhia são agrupados principalmente em quatro grupos: abraçadeiras aparafusadas, bujão/capote, patches, overlay. O projeto desenvolvido na UFSC trata principalmente dos dois primeiros tipos. As abraçadeiras aparafusadas são consideradas um método ágil de executar um reparo de perfuração. No entanto, são consideradas temporárias. Para que se tornem um reparo permanente, a abraçadeira deve ser soldada no duto depois de ser instalada e aparafusada.

O projeto, coordenado pelo professor Régis, busca desenvolver tecnologias e procedimentos inovadores para soldagem da abraçadeira sobre o duto. O projeto pretende criar um novo design de abraçadeira, que seja mais leve, portátil, orientada a ser soldada no duto, a resistir aos esforços do duto e a ser construída por soldagem. As abraçadeiras atuais são fabricadas por forjamento ou fundição, têm alto custo, são em sua maioria importadas, de grandes dimensões e baixa portabilidade. Além disso, não são dimensionadas para condições específicas, podendo resultar superdimensionadas. “O domínio tecnológico do projeto próprio de abraçadeira permitirá flexibilidade para sua customização”, compara o coordenador.

Os reparos do tipo capote/bujão (ou weld cap), também no escopo do projeto, consistem em um dispositivo a ser soldado no duto, encobrindo a válvula de derivação instalada clandestinamente para furto. O projeto buscará otimizar o design mecânico dos capotes e da tecnologia e o procedimento de soldagem dos capotes sobre os dutos.

Ensaios

Iniciado no final de 2019 e com prazo inicial de 36 meses de duração, que deverá ser estendido em função da pandemia, o projeto já apresenta os primeiros resultados, como um protótipo de abraçadeira aparafusada soldável e construída por soldagem, que já tem um pedido de patente em andamento, e um compêndio de normas sobre os reparos de dutos em operação, levantamento de requisitos e análise de abraçadeiras comerciais. Todos os trabalhos são acompanhados pela equipe técnica da Petrobras.

No final de 2021 foram realizados ensaios de fadiga de material no Laboratório de Metalurgia Física (Lamef) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), e feitas aplicações experimentais em campo, no Centro de Dutos da Transpetro, em Guarulhos (SP), do primeiro protótipo de abraçadeira aparafusada soldada.

Menos perda de produto por vazamentos, maior agilidade dos reparos, menos custos e tempo de cessão de fornecimento de produtos, menos riscos à vida e saúde em áreas próximas a dutos propensas a furtos, menos risco aos soldadores/operadores de reparo de dutos, maior agilidade na logística dos reparos são alguns dos benefícios esperados após a conclusão dos trabalhos.

“Além das vantagens para a sociedade já citados e do desenvolvimento científico-tecnológico nacional vislumbrado, a execução do projeto também engrandece extraordinariamente a formação dos estudantes envolvidos, que se deparam com aplicações reais e relevantes, interagem com pessoal técnico externo das empresas, e vivenciam os ambientes industriais, nas visitas técnicas e aplicações experimentais de campo previstas”, destaca o professor Régis. A sociedade, a natureza e o meio acadêmico agradecem.

PROJETO: PROCESSOS DE REPAROS ALTERNATIVOS: SOLDAGEM EM OPERAÇÃO DE ABRAÇADEIRAS APARAFUSADAS E BUJÃO (CAPOTE) / COORDENADOR: RÉGIS HENRIQUE GONÇALVES E SILVA / regis.silva@ufsc.br / UFSC / Departamento de Engenharia Mecânica / CTC / 20 participantes

* Esta reportagem integra a edição número 13 da Revista da Fapeu que está disponível em https://abre.ai/revistadafapeu