Gás natural: Criogenia torna offloading de LGN mais seguro

Petróleo & Energia, Sistema dispensa estrutura de sustentação
Sistema dispensa estrutura de sustentação

A tecnologia das baixíssimas temperaturas tem aplicações imediatas em várias atividades, inclusive na indústria de óleo e gás. É o que mostra a centenária empresa sueca Trelleborg, fornecedora de soluções para a cadeia produtiva de petróleo. Em parceria com a italiana Saipem (Società Anonima Italiana Perforazioni e Montaggi), a divisão de mangueiras industriais da empresa desenvolveu um sistema de offloading em tandem para gás natural liquefeito (LNG, em inglês).

Essa operação, chamada de alívio, na qual duas unidades offshore (uma plataforma de produção e um navio tanque) são posicionados popa à proa (como se estivessem em uma fila) para a transferência do hidrocarboneto produzido, demanda o uso de mangueiras muito especiais.

Afinal, até um milhão de barris de hidrocarbonetos serão transferidos da plataforma produtora para o petroleiro, que levará o produto até terra firme, para serem transportados para refinarias. No caso do gás natural, em geral o escoamento é feito por meio de gasodutos submarinos, que chegam até a estação de compressão em terra firme, de onde seguem para a malha de gasodutos, na pressão e pureza exigida pela legislação local.

Petróleo & Energia, Mangueira Sealine da Trelleborg
Mangueira Sealine da Trelleborg

Unidade de produção – Há novas vertentes para a produção e escoamento de gás natural desde as novas unidades de produção, como as plataformas do tipo FLNG (floating liquefied natural gas), que é uma unidade flutuante de produção, com sistema de processamento e liquefação de gás natural.

A Shell já está dando um passo decisivo nesse caminho, com o projeto Prelude (veja box). O Brasil ainda não utiliza este sistema, mas desde o princípio desta década a Petrobras estuda essa possibilidade, uma vez que a tecnologia pode agilizar o escoamento e exportação da produção crescente desse energético no país, como já é feito com o petróleo. Principalmente em novas fronteiras como a do pré-sal, situado a mais de 300 quilômetros da costa, o que torna ainda mais onerosa a implantação de um sistema de gasodutos submarinos – sem falar nos riscos ambientais.

Atenta a essa demanda, a Trelleborg e Saipem apresentaram uma inovação para o mercado: um sistema de offloading (descarregamento ou alívio) de gás natural liquefeito com tecnologia criogênica, que permite uma nova configuração das embarcações envolvidas nessa operação.

Em geral, o alívio do gás natural liquefeito é feito por duas embarcações (ship-to-ship), posicionadas lado a lado. O sistema apresentado pelas duas parceiras utiliza uma nova mangueira flexível, com tecnologia criogênica, para manter a baixa temperatura do gás (que pode chegar até -160ºC). E um novo modo de fazer o alívio.

Petróleo & Energia, Zinato: alívio em tandem garante segurança mesmo com mar agitado
Zinato: alívio em tandem garante segurança mesmo com mar agitado

“O sistema de descarregamento em tandem para LNG permite um posicionamento muito mais seguro, pois as duas unidades alinham proa e popa, possibilitando um distanciamento maior (328 pés ou 100 metros de distância) e contato direto das mangueiras com a água (ela não fica suspensa). Isso não somente torna a operação mais segura, mas também permite a continuidade do alívio mesmo em condições de vento, correnteza e ondas mais severas, aumentando a disponibilidade operacional de todo o sistema de offloading para o operador”, explica Valter Zinato, gerente-geral da Trelleborg Industrial Solutions (Oil and Marine) no Brasil.

A empresa sueca desenvolveu uma mangueira criogênica flutuante, constituída por vários componentes: duas mangueiras, uma interna (criogênica) e outra externa (de proteção), uma camada de isolamento eficiente e um sistema integrado para monitorar vazamentos.

O novo sistema foi projetado para operar em condições marítimas severas, com ondas de alturas significativas – até 11,5 pés (3,5 m) na conexão e 13 pés (4 m) durante a transferência – mesmo com vento ou correntes não colineares (em sentidos diferentes). Estes atributos do equipamento possibilitam offloading mais seguro em quase todos os cenários existentes na indústria offshore.

“Outras configurações utilizadas hoje, com tubulação rígida ou linhas flexíveis de forma suspensa (com posicionamento lado a lado ou em linha), demandam grandes estruturas de suspensão dessas linhas na própria unidade FLNG, aumentando o custo do investimento”, aponta Zinato. Ele lembra que as unidades flutuantes precisam ser equipadas com sistemas precisos de controle de posicionamento dinâmico para evitar grandes movimentos durante o descarregamento. “O sistema de offloading em tandem para LNG simplifica consideravelmente a solução e traz maior segurança e confiabilidade”, frisa o executivo.

Novos materiais – Ele observa que a mangueira para LNG utiliza conceitos similares aos de outros equipamentos usados na indústria petroleira. “O grande desafio era atingir um grau de desenvolvimento tecnológico para materiais e método de construção que nos permitisse ter um produto adequado às condições de operação com gás”, destaca Zinato. Isso por que o gás liquefeito é operado a baixas temperaturas. “Precisávamos ter uma mangueira para operar em contato com a água, em condições severas ambientais e com temperaturas extremamente baixas. Um grande desafio tecnológico”, afirma.

A mangueira criogênica usa o conceito de hose-in-hose (mangueira dentro de mangueira).

Para o desenvolvimento desse sistema, foi preciso qualificar uma nova mangueira específica para LNG bem como definir as características operacionais adequadas quanto ao uso dessas mangueiras offshore. Com esses parâmetros, a Saipem se responsabilizou pelo projeto do sistema de conexão da mangueira ao terminal flutuante FLNG, bem como do sistema de acondicionamento das mangueiras no terminal.

Antecipando tecnologias – Esse sistema de offloading em tandem com mangueira para LNG ainda não está em uso, mas já existem perspectivas de utilização em projetos na Austrália (onde a Shell vai instalar o projeto Prelude) e em outras regiões. “Essa mangueira certamente é um produto adequado para distintos projetos de desenvolvimento da produção de campos offshore, inclusive no pré-sal brasileiro”, acrescenta. “Não tenho dúvida de que, em se avançando com projetos de unidades flutuantes de LNG aqui no Brasil, esse será o sistema que poderá trazer diferenciais e grandes vantagens aos usuários”, afirma.

A parceria entre Saipem e Trelleborg foi iniciada em 2009. Desde então, a mangueira passou por análise rigorosa para validação do material, dos níveis de fadiga, da caracterização e dos desempenhos hidráulico e térmico. Desde setembro de 2012, um amplo programa de qualificação está em curso para a nova mangueira de 20 polegadas/50 cm para LNG, de acordo com os requisitos da norma EN 1474-2, sendo monitorado por uma sociedade independente de classificação.

“O processo de qualificação está avançando conforme planejado e estará finalizado no começo de 2015. Para que a nossa mangueira para LNG seja considerada aprovada de acordo com a norma EN 1474-2, que regula esse tipo específico de produto/aplicação, precisamos realizar testes dinâmicos e estáticos em escala real, verificando condições mecânicas, térmicas e de fluxo”, detalha Zinato.

Como parte do processo de qualificação, mais de 20 testes estão sendo realizados, inclusive de fadiga, para reproduzir as condições dinâmicas de aplicação de carga a que será submetido esse tipo de mangueira em ambiente de utilização operacional.


Nova mangueira qualificada no Brasil

Petróleo & Energia, Mangueira criogênica flutuante
Mangueira criogênica flutuante

Em adição à mangueira criogênica para uso com LNG (sendo qualificada na Trelleborg França), outra conquista da Trelleborg Brasil foi a qualificação da mangueira Sealine. A equipe da Trelleborg no Brasil obteve essa qualificação utilizando as mais avançadas ferramentas e técnicas de engenharia de produto, bem como fazendo uso dos recursos da moderna fábrica de Santana de Parnaíba-SP.

A inovação foi aprovada mediante testes dinâmicos e estáticos em escala real atendendo aos requisitos estabelecidos pela norma GMPHOM 2009. A Sealine está disponível em carcaça dupla, flutuante ou submarina, em diâmetros até 20”.


Shell fará primeiro FLNG

A anglo-holandesa Shell deverá ser a primeira operadora a colocar uma unidade de FLNG em operação no mundo. Denominada Prelude FLNG, o projeto demandará investimento superior a US$ 12 bilhões. A entrada em operação está prevista para 2017.

Essa unidade deverá ser instalada na costa da Austrália, onde há muitas reservas de óleo e gás, mas cujo desenvolvimento da produção esbarra nas condições climáticas e na proibição da construção de oleodutos submarinos.

A francesa Total e a japonesa Inpex são parceiras da Shell no desenvolvimento de um novo conceito de FLNG (floating liquefied natural gas), que poderá se tornar o maior objeto flutuante do mundo, com quase 500 metros.

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