{"id":11166,"date":"2014-11-25T19:00:49","date_gmt":"2014-11-25T19:00:49","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=11166"},"modified":"2014-11-25T13:53:22","modified_gmt":"2014-11-25T13:53:22","slug":"modelo-matematico-estima-a-acumulacao-de-sedimentos-em-dutos-de-petroleo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/modelo-matematico-estima-a-acumulacao-de-sedimentos-em-dutos-de-petroleo\/","title":{"rendered":"Modelo matem\u00e1tico estima a acumula\u00e7\u00e3o de sedimentos em dutos de petr\u00f3leo"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Por Elton Alisson<\/b><\/p>\n

As ind\u00fastrias petrol\u00edferas deparam-se frequentemente com um problema de dif\u00edcil previs\u00e3o para extrair petr\u00f3leo de grandes profundidades e transport\u00e1-lo \u00e0 superf\u00edcie.<\/p>\n

Ao ser retirado do interior de rochas subterr\u00e2neas, o l\u00edquido oleoso carrega sedimentos, como gr\u00e3os de areia, que podem acumular e formar dunas no interior das tubula\u00e7\u00f5es utilizadas para extra\u00e7\u00e3o e transporte de petr\u00f3leo, dificultando as opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Para estimar o transporte de gr\u00e3os e a possibilidade de forma\u00e7\u00e3o de dunas em escoamentos confinados de l\u00edquidos, como o petr\u00f3leo no interior de dutos \u2013 e encontrar uma solu\u00e7\u00e3o para o problema \u2013, um grupo de pesquisadores da Faculdade de Engenharia Mec\u00e2nica (FEM) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) vem desenvolvendo um modelo matem\u00e1tico.<\/p>\n

Al\u00e9m de ajudar a ind\u00fastria petrol\u00edfera, os resultados do projeto, apoiado<\/a><\/b> pela FAPESP por meio da linha de fomento Aux\u00edlio a Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes<\/a><\/b>, tamb\u00e9m podem contribuir para aumentar o conhecimento sobre a morfologia do solo em desertos, leitos de rios e em outros planetas, como Marte, apontam os autores do estudo.<\/p>\n

\u201cA din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o de dunas em meio a escoamentos confinados de l\u00edquidos \u2013 incluindo tubula\u00e7\u00f5es de petr\u00f3leo \u2013 em um deserto ou em um planeta como Marte \u00e9 a mesma. As diferen\u00e7as est\u00e3o nas escalas do tempo de forma\u00e7\u00e3o, nas dimens\u00f5es f\u00edsicas e na velocidade de deslocamento, al\u00e9m do agente causador\u201d, disse Erick de Moraes Franklin, professor da FEM da Unicamp e respons\u00e1vel pelo projeto, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP<\/b>.<\/p>\n

\u201cSe conseguirmos entender como se formam dunas em meio a escoamentos confinados de l\u00edquidos, iremos compreender melhor como ela \u00e9 formada em dutos de petr\u00f3leo, em um deserto ou mesmo em Marte\u201d, avaliou Franklin.<\/p>\n

O pesquisador apresentou resultados do estudo no encontro Brazil-UK Frontiers of Engineering, ocorrido entre 6 e 8 de novembro em Jarinu, no interior de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

Realizado pela Royal Academy of Engineering, do Reino Unido, em colabora\u00e7\u00e3o com a FAPESP, o evento reuniu 63 jovens pesquisadores de diferentes \u00e1reas da Engenharia \u2013 33 do Brasil e 30 do Reino Unido \u2013, atuantes em universidades, institui\u00e7\u00f5es de pesquisa e empresas, como Shell, Foster Wheeler e Petrobras, entre outras.<\/p>\n

Eliminar as barreiras geogr\u00e1ficas entre os pesquisadores da \u00e1rea e incentiv\u00e1-los a pensar sobre a evolu\u00e7\u00e3o e os atuais problemas cient\u00edficos em disciplinas muito diferentes das suas, mas que podem ser transdiciplinares, foram alguns dos objetivos do evento.<\/p>\n

\u201cApesar de ser um problema presente em diversas \u00e1reas da ind\u00fastria e da Ci\u00eancia, de forma geral, a forma\u00e7\u00e3o de dunas continua sendo mal compreendida\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

Din\u00e2mica de transporte<\/b><\/p>\n

De acordo com o pesquisador, as dunas nas tubula\u00e7\u00f5es de petr\u00f3leo ou as de um deserto s\u00e3o formadas pelo atrito do escoamento de fluido \u2013 como o \u00f3leo ou, no caso do deserto, uma corrente de ar\u00a0\u2013 sobre o leito.<\/p>\n

Se o atrito com o leito permanecer moderado durante o escoamento, os gr\u00e3os n\u00e3o s\u00e3o postos em suspens\u00e3o, mas s\u00e3o arrastados por rolamento e deslizamento, formando um leito m\u00f3vel \u2013 uma camada m\u00f3vel de gr\u00e3os que se desloca sobre a parte fixa do leito.<\/p>\n

As varia\u00e7\u00f5es locais da vaz\u00e3o dessa camada m\u00f3vel promovem o ac\u00famulo e a eros\u00e3o, formando dunas e rugas.<\/p>\n

\u201cCom a forma\u00e7\u00e3o de rugas e dunas na superf\u00edcie do leito, o escoamento do fluido passa a variar localmente, acelerando em alguns pontos do leito e desacelerando em outros\u201d, explicou Franklin. \u201cIsso pode amplificar essas forma\u00e7\u00f5es que, em alguns casos, atrapalham as atividades humanas. Al\u00e9m disso, estas formas podem migrar.\u201d<\/p>\n

A forma\u00e7\u00e3o de bancos de areia no leito de rios, por exemplo, pode dificultar a navega\u00e7\u00e3o. J\u00e1 nos desertos as dunas causam problemas para a realiza\u00e7\u00e3o de constru\u00e7\u00f5es e para o deslocamento de pessoas e de bens.<\/p>\n

Em dutos de petr\u00f3leo a forma\u00e7\u00e3o e a migra\u00e7\u00e3o de dunas geram perda de carga, assim como flutua\u00e7\u00f5es de press\u00e3o e vaz\u00e3o.<\/p>\n

\u201cA presen\u00e7a de dunas dentro das tubula\u00e7\u00f5es de petr\u00f3leo aumenta a resist\u00eancia ao escoamento do fluido, conhecida como perda de carga\u201d, explicou Franklin.<\/p>\n

A fim de remediar o problema, as ind\u00fastrias petrol\u00edferas realizam periodicamente um processo denominado pigging<\/i> \u2013 uma opera\u00e7\u00e3o de limpeza no interior de dutos para a remo\u00e7\u00e3o dos sedimentos que se acumularam em seu interior.<\/p>\n

A solu\u00e7\u00e3o, entretanto, \u00e9 paliativa, afirma Franklin. \u201cA ind\u00fastria petrol\u00edfera tenta entender como ocorre a forma\u00e7\u00e3o de dunas, o tempo de crescimento e dimens\u00f5es, a fim de avaliar a periodicidade da limpeza dos dutos.\u201d<\/p>\n

Por meio de estudos experimentais realizados com apoio da Petrobras e da FAPESP, os pesquisadores desenvolveram um modelo matem\u00e1tico para estimar o comportamento de um leito granular em uma tubula\u00e7\u00e3o com o intuito de prever eventuais instabilidades que possam aparecer.<\/p>\n

O modelo permite determinar as taxas de crescimento, comprimentos de onda e celeridades das instabilidades.<\/p>\n

As an\u00e1lises feitas pelos pesquisadores indicaram que, durante o escoamento do \u00f3leo, ocorre a forma\u00e7\u00e3o de rugas bidimensionais que se desenvolvem em dunas tridimensionais no interior dos dutos.<\/p>\n

As rugas bidimensionais ocorrem predominantemente no estabelecimento do escoamento, como na entrada do duto. J\u00e1 as dunas t\u00eam maior probabilidade de serem formadas em regi\u00f5es onde o escoamento j\u00e1 est\u00e1 plenamente desenvolvido, indica o estudo.<\/p>\n

\u201cA partir de medi\u00e7\u00f5es de gradiente de press\u00e3o [quantidade f\u00edsica que descreve a varia\u00e7\u00e3o da press\u00e3o em torno de um determinado local<\/i>] conseguimos estimar a vaz\u00e3o de material granular e os par\u00e2metros de instabilidade do leito, como taxas de crescimento, comprimentos de onda e celeridades\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

Extrapola\u00e7\u00e3o dos resultados<\/b><\/p>\n

Segundo o pesquisador, os resultados dos ensaios e medi\u00e7\u00f5es feitos em laborat\u00f3rio podem ser extrapolados para calcular a forma\u00e7\u00e3o de dunas em desertos e em outros planetas, como Marte, por exemplo.<\/p>\n

Marte possui diversas dunas em sua superf\u00edcie, com comprimento caracter\u00edstico da ordem de quil\u00f4metros, e que levam cerca de um s\u00e9culo para se deslocar de uma dist\u00e2ncia significativa.<\/p>\n

As ag\u00eancias espaciais t\u00eam recorrido aos estudos de laborat\u00f3rio realizados em tubula\u00e7\u00f5es de l\u00edquido escoando gr\u00e3os para entender o comportamento dessas dunas, disse o pesquisador.<\/p>\n

\u201cBaseado no que observamos em laborat\u00f3rio sobre a din\u00e2mica da forma\u00e7\u00e3o das dunas e como elas se deslocam, conseguimos extrapolar os resultados e estimar quanto tempo leva para uma duna ser formada na superf\u00edcie de Marte ou se deslocar de uma posi\u00e7\u00e3o para outra\u201d, afirmou.<\/p>\n

O artigo Prediction of the bed-load transport by gas\u2013liquid stratified flows in horizontal ducts<\/i> (doi: 10.1016\/j.apm.2012.11.013), de Franklin e outros, pode ser lido na revista Applied Mathematical Modelling<\/i> em www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/ S0307904X12007299<\/a><\/b>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Elton Alisson As ind\u00fastrias petrol\u00edferas deparam-se frequentemente com um problema de dif\u00edcil previs\u00e3o para<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":11167,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"thumbnail":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",150,96,false],"medium":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",300,192,false],"medium_large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"1536x1536":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"2048x2048":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-2":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-3":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-4":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2014\/11\/sedimentos_petroleo.jpg",415,265,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"","author_link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/author\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"Por Elton Alisson As ind\u00fastrias petrol\u00edferas deparam-se frequentemente com um problema de dif\u00edcil previs\u00e3o para","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11166"}],"collection":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11166"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11166\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11167"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11166"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11166"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11166"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}