Uma parceria entre a maior empresa de exploração petrolífera offshore em alto mar da China, a China National Offshore Oil Corp. (CNOOC) e o Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ) irá promover o desenvolvimento de importantes tecnologias em fontes renováveis para a descarbonização da produção energética.
Os dois projetos contemplados pelo acordo contarão com mais de trinta pesquisadores, de quatro laboratórios da Coppe, que atuarão em diversas áreas, incluindo hidrodinâmica, aerodinâmica, estrutural, controle de potência, oceanografia, meteorologia, estimativa de custo, otimização, e inteligência artificial.
Colaboração em águas intermediárias e profundas
As turbinas eólicas flutuantes em profundidades entre 60 e 150 metros estão no centro das pesquisas do primeiro projeto. A inciativa, liderada pelo Grupo de Energias Renováveis no Oceano (GERO), ligado ao Laboratório de Tecnologia Submarina (LTS) da Coppe, trabalha com o conceito de parque híbrido com fontes eólica, de onda e solar.
Segundo o professor Segen Estefen, do Programa de Engenharia Oceânica (PEnO) e coordenador do GERO, o Laboratório de Tecnologia Submarina coopera com a Universidade de Petróleo da China desde 2001, e a parceria com a CNOOC é uma continuidade dessa colaboração com instituições chinesas. “No primeiro projeto, buscamos sistemas eólicos flutuantes que sejam competitivos tanto em desempenho quanto em custo da energia. Avaliaremos o desempenho das estruturas com grau de maturidade tecnológica (TRL) superior a 4 e métodos construtivos que possam dar maior competitividade às plataformas flutuantes.”, explica Segen.
De acordo com o professor do PEnO/Coppe, Milad Shadman, também pesquisador do GERO, este projeto foca na avaliação destas turbinas em águas intermediárias no Sul, Sudeste e Nordeste, onde os ventos são mais fortes. Os estudos envolverão acoplamento dos carregamentos aerodinâmico, hidrodinâmico, linha de ancoragem e também análise estrutural.
Descarbonização do abastecimento de plataformas
O segundo projeto, voltado para instalações de parques híbridos de eólica, energia das ondas e solar flutuante, envolve análise acoplada da aerodinâmica e da hidrodinâmica das turbinas, avaliação do comportamento estrutural, e o desempenho das linhas de ancoragem em águas ultraprofundas, o que traz grandes desafios. Atualmente, as plataformas FPSO são energizadas por turbinas a gás natural, e a proposta é começar um processo de descarbonização do abastecimento de energia tanto destas plataformas quanto dos sistemas submarinos de produção. Como as energias renováveis a serem utilizadas são intermitentes, o projeto irá avaliar o uso de baterias para a estabilização do fornecimento de eletricidade.
Os pesquisadores consideram o projeto como bastante arrojado para contribuir com a descarbonização da produção de óleo e gás em campos offshore, que costumam ser produtivos por mais de 25 anos. O desenvolvimento de tecnologias para a descarbonização em atividades extrativistas é apontada como fundamental para que o Brasil possa colaborar para a transição energética mundial sem que os impactos negativos dos processos extrativos avancem sobre biomas fundamentais para a captura de carbono.
Na avaliação de Milad, é um grande desafio instalar sistemas flutuantes em águas profundas. “A questão de linha de ancoragem é muito importante quando falamos de profundidades superiores a 2000m. Essas linhas podem ser de diferentes materiais, de corrente, poliéster, material sintético. Devem ser escolhidas linhas que tenham resistência suficiente e não aumentem demasiadamente o carregamento sobre o sistema flutuante. Como o sistema de conversores de onda é relativamente pequeno em relação aos conversores eólicos, com boias de cerca de cinco metros de diâmetro e peso de cerca de 50 toneladas, uma alternativa em avaliação é a utilização de ancoragem compartilhada para os diferentes módulos de conversão eólica, de ondas e solar”, explica o professor da Coppe.
Interdisciplinaridade
Os projetos serão realizados com a ajuda de simulações computacionais do comportamento dos sistemas e, no último ano, testes experimentais em modelos reduzidos no Laboratório de Tecnologia Oceânica (LabOceano) da Coppe. O primeiro projeto conta com a participação de dois laboratórios do Programa de Engenharia Civil da Coppe: o Núcleo de Ensino e Pesquisa em Materiais e Tecnologias de Baixo Impacto Ambiental na Construção Sustentável (Numats) e o Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia (Lamce).
A equipe do Lamce participa também do segundo projeto, que conta ainda com a colaboração do Laboratório de Fontes Alternativas de Energia (Lafae), do Programa de Engenharia Elétrica, para a validação digital do controle de potência. “Os projetos são interdisciplinares e refletem a capacidade da Coppe de aglutinar conhecimentos para a transição energética e a descarbonização da fase de produção da indústria de óleo e gás offshore”, conclui o professor Segen Estefen.
Com informações da Assessoria de Imprensa da Coppe/UFRJ.
Foto: Divulgação/Ari Versiani/PAC – Agência Brasil
