As operações de içamento e movimentação de cargas nas atividades offshore são contínuas, intensas e fundamentais tanto para construção, manutenção e operação da infraestrutura de exploração e produção de óleo e gás.
Com a perspectiva de aceleração da exploração e produção petrolífera no pré-sal brasileiro, há firme expectativa de alta demanda de serviços de içamento offshore nos próximos anos, além de uma nova fronteira para a engenharia de içamento brasileira, que é a construção de parques eólicos offshore no litoral do Brasil.
Acompanhado esse crescimento, há cada vez mais embarcações especializadas, com tecnologia em evolução crescente, que realizam içamentos offshore. Do ponto de vista das embarcações e seus guindastes, trazem-se dois exemplos.
FPSO
São plataformas flutuantes em formato de navio, que produzem, estocam e transferem o petróleo produzido. O Brasil possui a maior quantidade em operação no mundo, cerca de 50 FPSO, número que vai aumentar nos próximos anos com várias encomendas já efetivadas pelas operadoras.
Possuem entre dois e cinco guindastes para içamentos rotineiros, que envolvem retirada e colocação de cargas a bordo da plataforma e dos barcos de apoio (PSV). Essas cargas incluem contêineres, cestas, tanques, caçambas, mangotes para transferência de água e combustível, entre outros, com itens essenciais para a operação da plataforma, incluindo alimentação.
Os guindastes possuem capacidade de 25 a 70 t, sendo do tipo “sobre pedestal”, com lança treliçada ou articulada. A lança treliçada pode ter comprimento de até 60 metros.
Esses guindastes também são utilizados para atividades de manutenção, construção e modificação a bordo, içando tubulações, estruturas equipamentos.
PLSV
São navios lançadores dos dutos que transportam fluidos dos poços para a plataforma e vice-versa. Os PLSV executam também diversas operações acessórias na construção e manutenção da infraestrutura submarina.
Possuem diversos equipamentos de içamento e movimentação, com guindastes entre 50 e 400 toneladas, que podem possuir compensador ativo de afundamento (AHC), que estabiliza a posição da carga durante o içamento submarino, independente do movimento do navio.
Também possuem uma abertura central de acesso ao mar, chamada “moon pool”, menos afetada pelas ondas, por onde pode-se içar cargas com menores esforços dinâmicos, evitando que elas sejam içadas pelo costado da embarcação.
Uma grande quantidade de içamentos auxiliares é conduzida a bordo para apoio ao lançamento das linhas, com uso de acessórios especiais como conectores de aços de ultra alta resistência, lingas de fibra de HMPE, manilhas com desconexão remota, além dos convencionais, como guinchos, patescas, manilhas de grande capacidade, lingas de corrente e cintas têxteis. A quantidade desses itens pode chegar a dois mil em um único navio.
Devido à complexidade e quantidade de içamentos nessas embarcações, são fundamentais o projeto do içamento, treinamento de todos os envolvidos e inspeção contínua dos acessórios e equipamentos, preservando vidas, meio ambiente e propriedade.
AHTS
Anchor Handling Tug Supply, ou rebocador de manuseio de âncoras é uma das embarcações mais versáteis do meio offshore, pois além do manuseio das âncoras, pode executar operações complexas como lançamento de equipamentos submarinos, instalação de estacas torpedo, reboque oceânico e posicionamento de plataformas, mudança de aproamento de plataformas FPSO, apoio à salvatagem, entre outras.
Também pode atuar em atividades convencionais de suprimento offshore, como transporte de containers, tubos, fluidos, combustível, além de combate a incêndio e socorro.
Com comprimentos entre 70 e 95 metros e largura entre 16 e 25 metros, possuem convés amplo, com carga admissível de até 12 t/m² para suportar os diversos equipamentos e acessórios que serão movidos, lançados ao mar ou recuperados dele.
Eles são providos de guinchos, com capacidade de até 700 toneladas, sendo os mais comuns na faixa de 450 a 500 toneladas, com capacidade de armazenamento de milhares de metros de cabos de aço ou cabos de fibra.
Uma característica importante do AHTS é a capacidade de tração que ele consegue impor ao cabo de reboque ou manuseio, que é chamada de bollard pull, cujo valor varia em função do porte da embarcação, podendo ser entre 100 e 400 toneladas.
Nas operações de manuseio, movimentação e reboque utilizam-se cabos de aço, cabos de fibra sintética, amarras, acessórios de içamento de grande porte, como manilhas, destorcedores (swivels), ganchos, placas triangulares (triplates), entre outros, que ligados ao guincho, oferecem diversos meios de movimentação e içamento de grande capacidade.
Geralmente possuem guindastes que auxiliam no manuseio das cargas no convés, que operam movimentando-se longitudinalmente em trilhos nos dois bordos do navio, cuja capacidade vai até 5 toneladas.
Podem possuir também um guindaste auxiliar na região dos guinchos e um guindaste tipo A-Frame, na popa, com capacidade para até 350 toneladas.
Cábreas
Cábreas são guindastes flutuantes compostos de lança em forma de “A” (A-frame) disposta na proa da embarcação quando em operação, cuja principal característica é não possuir sistema de giro. Em inglês são conhecidas como sheerleg, termo que traz a ideia de “simplesmente pernas”, quando na sua origem, constituíam-se de uma balsa e duas ou três vigas das quais saia uma polia para o içamento das cargas.
No Brasil, o termo “cábrea” também é popularmente empregado para guindastes flutuantes cuja lança não é A-frames e possui sistema de giro. Nesse artigo, trata-se apenas do tipo sheerleg.
A capacidade de içamento vai de poucas toneladas até 10 mil toneladas, sendo a maior do Brasil com capacidade de 3.600 toneladas, em operação no Estaleiro Jurong Aracruz.
As cábreas de maior porte geralmente são autopropelidas e algumas possuem convés com área para transportar a carga a ser içada.
Como vantagens tem-se a variedade de uso, baixo calado em relação à capacidade, navegar com a carga içada, pouca perda de raio de operação devido ao posicionamento da lança na proa, diversas configurações de içamento utilizando jib e moitões independentes, entre outras.
Como desvantagens tem-se velocidade lenta de navegação, necessidade de desmobilização parcial de componentes para navegação de longas distâncias, não executar o giro da lança, sendo necessário o giro de toda a embarcação.
São guindastes muito versáteis, podendo atuar em vários tipos de içamento em rios, águas abrigadas (inshore), mar aberto (offshore) realizando, por exemplo:
- Apoio portuário: movimentação de carga entre cais e embarcações;
- Construção naval: montagem de módulos de grande porte sobre o casco;
- Construção em geral: montagem de pontes, portos e estruturas offshore;
- Salvatagem: resgate de embarcações naufragadas;
- Descomissionamento: remoção de estruturas offshore e equipamentos submarinos
- Parques eólicos offshore: execução de fundações, montagem de jaquetas, torres e aerogeradores.
Com o crescimento das concessões portuárias e aumento de obras marítimas no Brasil, a tendência é de crescimento do uso de cábreas, sendo mais uma ótima opção para o engenheiro de içamento especificar em seus projetos e obras.
Navios de Construção Offshore (OCV – Offshore Construction Vessels)
A construção em mar aberto, ou offshore, vem avançando cada vez mais, não só pelo aumento da produção de óleo e gás, mas também pela nova fronteira da energia renovável, majoritariamente a energia eólica offshore.
Em águas cada vez mais profundas e construções cada vez mais complexas, são exigidos também navios cada vez mais versáteis e com tecnologia que aumentem o desempenho e segurança dos içamentos.
Os OCV modernos podem apresentar características bastante distintas uns dos outros e muitos são do tipo multipropósito, podendo realizar várias tipos de operações. Algumas dessas características:
- Comprimento entre 90 e 200 metros, largura de 18 a 35 metros;
- Convés principal livre, com grandes áreas para manuseio das cargas a serem içadas. Alguns não dispõem de borda falsa nesse convés;
- Guindastes com compensação ativa de afundamento (AHC – active heave compensation) para içamentos em ar e içamentos submarinos, podendo atingir profundidades de 3.500 metros;
- Guinchos de alta capacidade de tração, podendo trabalhar com cabos de fibra de alto módulo e com AHC;
- Moonpool para içamentos submarinos;
- Estabilizadores ativos de balanço (roll), cuja função é diminuir o balanço lateral do navio durante as operações de içamento;
- Os mais modernos possuem ROV ou interface pronta para instalação deles.
Por serem versáteis, são utilizados em várias operações offshore, entre elas:
- Içamentos em ar de 100 a 1.000 toneladas, das mais diversos equipamentos e estruturas;
- Içamentos submarinos para instalação ou remoção de equipamentos e dutos;
- Descomissionamento de equipamentos submarinos e dutos;
- Construção de fundações, montagem de torres e aerogeradores de parques eólicos offshore;
- Intervenção em poços de óleo e gás;
- Suporte a mergulho;
- Instalação e manuseio de linhas, âncoras e estacas.
Com a tendência de crescimento da construção offshore no Brasil e advento dos parques eólicos offshore, cada vez mais esses fantásticos navios serão utilizados em nossas águas.
Navios Guindaste (CV – Crane Vessels)
Em 1920, a marinha americana converteu um navio de guerra construído em 1898, em um navio guindaste com capacidade de içamento de 250 t. Em 1985, a empresa holandesa Heerema lança seu navio guindaste semissubmersível Thialf, com capacidade total de içamento de 14.000 toneladas. Em 2019, a mesma empresa lança outro navio guindaste, também semissubmersível, com capacidade para 20.000 toneladas.
Até que peso consegue-se içar em mar aberto para montar ou desmontar estruturas? Quais os limites da construção – ou desconstrução – offshore? Há espaço para navios guindastes maiores?
Navios guindastes são embarcações altamente especializadas, dotadas de um ou mais guindastes de grande porte, geralmente, com capacidade de giro da lança, utilizados para içamento de cargas pesadas, podendo chegar até 20.000t.
Geralmente, os maiores navios guindaste tem casco do tipo semissubmersível e os de médio porte, do tipo catamarã ou do tipo monocasco. O primeiro tipo tem a vantagem de oferecer maior estabilidade, porém com maior calado.
O recorde atual de içamento offshore com navio guindaste de lança giratória, é do SSCV Sleipnir, que içou, de uma só vez, o topside da plataforma Leviathan, da Noble Energy, com peso de 15.300 toneladas.
Esse navio guindaste, o maior do mundo desse tipo, tem capacidade máxima de içamento de 20.000 tonelada, divididas em 2 lanças giratórias com capacidade de 10.000 toneladas cada. Uma característica inédita nele é operar com GNL.
Apesar de não serem notados, no Brasil, esses navios guindastes operam eventualmente, fazendo montagens de plataformas offshore. O mais recente foi o já citado Sleipnir, que montou uma jaqueta e topside de uma plataforma na Bacia de Campos, no início de janeiro de 2020.
A perspectiva é de aumento de uso dos navios guindaste no Brasil, principalmente pela nova fronteira do descomissionamento de plataformas em águas rasas e parques eólicos offshore.
Navios Guindaste para Eólica Offshore
Sem sombra de dúvidas, a nova fronteira da energia renovável no Brasil é a eólica offshore, onde os aerogeradores são construídos no mar, afastados da costa.
Apesar do Brasil estar atrasado em relação a outros países, há perspectivas concretas de investimento intenso no setor, com vários projetos já em fase de licenciamento ambiental.
Geração de energia eólica offshore comparada com a terrestre:
| Vantagens | Desvantagens: |
– Ventos mais intensos, podendo dobrar a produção para um mesmo porte de aerogerador; – Ventos mais constantes; – Possibilidade de uso de aerogeradores de maior porte; – Maior disponibilidade de grandes áreas contínuas; – Ausências de obstáculos ou restrições físicas como morros, estradas, vales, moradias etc; – Maior proximidade com os centros consumidores, que tendem a ser na costa; – Sem impacto visual, quando fora do raio de visão; – Sem impacto acústico; – Menor interação com aves quando localizados distantes da costa. | – Maior custo de construção – Maior dificuldade de operação e manutenção – Impacto visual quando muito próximo à costa – Impacto na vida marinha ainda pouco conhecido pela ciência |
A construção dos parques eólicos offshore demandam velocidade, manuseio de cargas de grandes dimensões, muitas delas frágeis, cargas com peso elevado, içamentos complexos, tudo num ambiente com ondas, correntes e ventos fortes.
Para esses desafios, a indústria naval está ofertando navios guindaste cada vez mais especializados na construção eólica offshore, tendo como principais características:
- Grande convés para armazenagem de todos os componentes do aerogerador, incluindo a fundação, com áreas que podem chegar a 10 mil metros quadrados;
- Guindastes de grande porte, com grande capacidade, variando de 1.300 a 5.000 toneladas, e alturas de içamento de mais de 180 metros.
- Pernas fixadas no leito marinho que permitem elevar o casco e afastá-lo das ondas, diminuindo muito o movimento da embarcação (jack-up)
- Operam em lâmina d´água de 20 a 100 metros;
- Utilização de combustíveis que reduzem a emissão de CO2.
Há ainda os navios super especializados, específicos para o carregamento, transporte, içamento e instalação de fundações e jaquetas, estruturas bases para os aerogeradores, que contam com guindastes de até 5.000 toneladas e área de convés que pode chegar a 10 mil metros quadrados. Dentre eles também, há os navios especializados em transporte dos componentes dos aerogeradores em navegação de longo curso, que antes era feito em navios convencionais.
A engenharia de içamento brasileira deve se preparar para atuar nesses novos projetos, que envolverão içamentos complexos desde a fabricação dos componentes, embarque nos portos, transporte marítimo, instalação offshore, manutenção e descomissionamento.
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