Um calombo. Nas costas.

Quem assistia na TV mais um jogo do seu time de futebol estranhou o que estava vendo em campo. Os jogadores todos uniformizados, mas apresentando uma característica em comum: entre o pescoço e o número na parte de trás na camisa, uma elevação. Tipo uma “mini-corcunda”.

O mistério foi esclarecido pelo repórter de campo. Cada atleta carregava embaixo da camisa um aparelho com sensores para captar os dados de desempenho do organismo durante as partidas. Com essas informações, a equipe médica planejaria treinamentos mais adequados conforme o perfil e o desenvolvimento do jogador. E também prever possíveis lesões, pois haveria uma noção mais precisa da fadiga muscular em cada um. Ah, e os dados eram transmitidos em tempo real para os computadores do clube.

O tipo de informação que não passaria batido pelo pesquisador Alexandre Diezel, que treina artes marciais há 20 anos. Poder prever quando um músculo apresentasse risco de lesão seria perfeito para evitar uma série de prejuízos e otimizar seus treinos.

E se fosse possível fazer o mesmo em uma plataforma de petróleo?

“Toda estrutura de engenharia é projetada para ter uma vida útil durante um período de tempo, com data de validade. Isso vale pra pontes, torres de transmissão e também plataformas”, explica Alexandre. Os períodos variam: uma ponte costuma ser projetada para durar 100 anos, uma plataforma de produção de petróleo, 25.

Sujeitas à ação do tempo e do mar, as estruturas submarinas de exploração e produção sofrem constante desgaste. Para garantir a segurança das operações e a integridade dessas estruturas, é preciso adotar medidas de inspeção e monitoramento criteriosas e recorrentes – o que requer tempo e investimento.

E mais uma questão se apresenta quando a “data de validade” das estruturas se aproxima:

“No caso da plataforma, a gente pensa: e agora? Dá pra gente estender mais um pouco o seu uso ou vamos ter que descomissionar?”. Comenta Alexandre.

Na indústria do petróleo, “descomissionar” significa encerrar o funcionamento da plataforma, desmontando toda a sua estrutura.

Esse processo de análise já começa no início do projeto. Marcelo Andreotti, Gerente de Pesquisas em Instalações de Produção e Operações da Repsol Sinopec, esclarece: “O que normalmente se faz é ser conservador nas premissas do projeto. E uma vez que a plataforma é instalada, ficamos nessa previsão definida lá atrás, mas sem saber com mais precisão como estão as condições do equipamento”. Por exemplo, se fosse possível estender por mais um ano o funcionamento de uma plataforma, seria um ganho extra de produção, sem abrir mão da segurança das operações.

Os sistemas entram em campo

Diante desse cenário, em 2017 nossa área de Pesquisa e Desenvolvimento começou a matutar:

“Será que a gente não consegue desenvolver um sistema, um sensor potente e com custo baixo, para colocar na estrutura e medir a fadiga dos equipamentos?”, se perguntava Marcelo.

Era preciso considerar também como esses dados seriam transmitidos para a base. O uso de cabos submarinos é comum, mas seus custos são elevados.

Para resolver essa situação, nasceu uma dupla dinâmica: os projetos PREMON e RITHMO.FM.

“Nos últimos anos toda essa parte de digitalização e algoritmos de inteligência artificial evoluiu muito”, continua Alexandre. “Então, no PREMON, a ideia é utilizar uma rede neural artificial  para calcular a fadiga, o dano acumulado da estrutura. Essa tecnologia ‘aprende’ o comportamento da estrutura e verifica o esforço, qual o limite de dano, para prever o futuro dessas condições”.

O PREMON, que foi desenvolvido pela startup RIO analytics, parceira do projeto, é o primeiro sistema do mundo para cálculo de fadiga com a utilização de inteligência artificial já testado em uma estrutura submarina de uma plataforma de petróleo em escala reduzida, em laboratório.

E quanto à transmissão desses dados?
“Uma vez que já temos o PREMON, por que não desenvolver a transmissão do dado sem fio?”, diz Marcelo. É aí que entra o RITHMO.FM.

Um resumo do que é o RITHMO.FM? Um wi-fi submarino.

Alexandre: “O sistema possibilita a comunicação do dispositivo utilizando baixa potência, fazendo uma seleção criteriosa das frequências”. Por que essa seleção é importante? “É que isso viabiliza uma comunicação subaquática eficiente, com flexibilidade de instalação e sem impactos para a vida marinha”. Contribui ainda para a economia de custos com cabos de telecomunicação.

Aliás, o custo-benefício dos sistemas é marcante. O orçamento envolvido gira em torno de menos de 10% do valor do processo de cálculo e monitoramento de condição estrutural convencional. Ainda mais se considerar a possibilidade de evitar acidentes ou prescindir de operações de intervenção desnecessárias

“Por exemplo, se uma amarração de um FPSO falhar prematuramente, pode ocasionar uma parada na produção. Para se ter uma ideia do impacto para a companhia, uma plataforma típica do pré-sal produz em média 150 mil barris de óleo por dia”, explica Marcelo.

Mais: o benefício alcançado com os projetos seria exponencial, já que eles poderiam ser utilizados em outras áreas e indústrias. “O projeto de uma plataforma fixa segue princípios semelhantes ao de outras construções que mencionamos, como torres de transmissão de energia, pontes e prédios – estruturas que também precisam ser monitoradas para melhor manutenção e otimização de uso”, complementa Marcelo.

“É que eu quero evitar a fadiga”, dizia um personagem de um antigo seriado de TV. Diante da impossibilidade de evita-la, o que a área de Pesquisa e Desenvolvimento pretende com o projeto é monitorar a fadiga para atuar preventivamente.

Os projetos são resultados da parceria com a RIO analytics e a Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPqD).

Veja o vídeo case do projeto