BRPI0705792A2 - método de instalação de cerco para barreira de contenção de óleo apresentando uma configuração em espiral - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE INSTALAçãO DE CERCO PARá BARREIRA DE CONTENçãO DE OLEO APRESENTANDO LIMA CONFIGURAçãO EM ESPIRAL. A presente invenção se refere a um método de instalação de cerco para a contenção de poluição em ambientes aquáticos, tais como rios, lagos, lagoas, baías ou oceano, mais especificamente para a poluição causada por vazamento de óleo. A presente invenção compreende uma pluralidade de seções de barreira, as quais formam um cerco tendo sua configuração em espiral, permitindo o trânsito das embarcações de serviço ou de apoio, bem como o funcionamento normal da plataforma ou instalação offshore ao mesmo tempo em que contém a saída imediata do óleo sobrenadante.
Description
RELATORIO DESCRITIVO
Pedido de Patente de invenção para: "MÉTODO DE INSTALAÇÃODE CERCO PARA BARREIRA DE CONTENÇÃO DE ÓLEOAPRESENTANDO UMA CONFIGURAÇÃO EM ESPIRAL".
A presente invenção se refere a um método de instalação de cerco parauma barreira, que flutua sobre a água, utilizada para conter o óleo ocasionado porvazamento e impedir seu espalhamento durante as operações de uma plataforma deperfuração, produção, navio, Floating Production Storage and Offloading (FPSO),Floating Storage and Offloading (FSO), monobóia, shuttle tanker, ou qualquer outrainstalação em mar aberto durante 24 horas/dia e 7 dias/semana. O dito cerco possui umaconfiguração em espiral, com isso, o trânsito das embarcações de serviço ou de apoio,bem como o funcionamento normal da plataforma ou instalação offshore não ficamprejudicados.
O número de acidentes e o volume de óleo derramado têm diminuídoprogressivamente ao longo dos últimos anos. A redução de acidentes está associada aum maior controle e cuidado nas operações que envolvem a exploração, o transporte e oarmazenamento do petróleo, o que reflete em um aumento do nível de responsabilidadeambiental. Contudo, permanece o risco de vazamentos com contaminação dosecossistemas costeiros. Deve-se compreender que a extensão do dano ambientalcausado por esta ocorrência, nem sempre é proporcional apenas ao volume vazado, masdepende também da causa do incidente, da dimensão do volume liberado, do tipo deproduto envolvido, da sua respectiva toxicidade, da magnitude de áreas afetadas e dasensibilidade ecológica.
Assim tornam-se necessárias ações iniciais no sentido de se conhecer ocenário envolvido no acidente para definir as estratégias de combate e dimensionar osrecursos necessários para uma efetiva resposta, informações estas obtidas através deuma avaliação preliminar. As ações de combate propriamente, permeiam a contenção eremoção do produto do mar e a limpeza de ambientes costeiros atingidos através detécnicas apropriadas.
A contenção do óleo e sua subseqüente remoção requerem o uso dediversos tipos de barreiras de contenção e diferentes equipamentos de remoção. Acapacidade de resposta aos derrames permeia fatores como rapidez e eficiência doacionamento das equipes; quantidade, disponibilidade e aplicabilidade dosequipamentos de combate; quantidade e disponibilidade de pessoal qualificado para otrabalho e condições meteorológicas e oceanográficas na ocasião do acidente. A rápidacontenção e remoção do óleo derramado é vital para se evitar a contaminação de outrasáreas.
A contenção do óleo é normalmente realizada com a utilização debarreiras ou cercos de contenção que concentram o óleo para seu posteriorrecolhimento. Existem vários tipos e modelos de barreiras, fabricadas a partir dediferentes tipos de material. A escolha do tipo de barreira está associada a fatores comocenário acidental, tipo de óleo, condições ambientais dentre outros. Existem váriosmodos de configurar barreiras no mar como as chamadas configurações em "J", "U" ou"V". A escolha de um ou outro procedimento está associada à disponibilidade derecursos e condições meteorológicas e oceanográficas. Além da utilização paracontenção do óleo, as barreiras podem também ser úteis para defletir manchas eproteger locais. No primeiro caso as manchas são desviadas para locais menosvulneráveis ou mais favoráveis à aplicação de técnicas de remoção. No segundo caso, asbarreiras são colocadas em locais estratégicos a fim de evitar que manchas se espalheme atinjam áreas de interesse ecológico ou sócio-econômico.
Na maioria das vezes a contenção do óleo é trabalhada conjuntamentecom ações de remoção do produto. Para tanto uma série de equipamentos ou materiaispodem ser utilizados como "skimmers", barcaças recolhedoras, cordas oleofílicas,caminhões vácuo, absorventes granulados, entre muitos outros. A aplicabilidade de cadaum deles está associada a fatores como tipo de óleo; extensão do derrame; locaisatingidos; acessos e condições meteorológicas e oceanográficas.
Uma variação de barreira é descrita no documento W004035937A1. Estedocumento descreve uma barreira de contenção com a finalidade de conterderramamentos de óleo e/ou modos similares de poluição em mares, rios ou superfíciesaquáticas, compreendendo um corpo alongado constituído por um elemento que possuiflutuabilidade em relação ao meio que o cerca, além de uma freeboard e uma saia desuspensão. A barreira de contenção é geralmente rebocada ou ancorada de maneira queassuma basicamente um formato de "U", possuindo braços laterais que delimitam umaabertura frontal, e que se estendam de uma área traseira ou ápice. As pontas livres dosbraços da barreira de contenção são rebocadas ou ancoradas, de modo que a saia desuspensão posicionada no ápice colete ou isole óleo derramado e/ou outros tipos depoluição da superfície aquática.A patente US 3,803,848 revela uma disposição de barreira de contençãoformada pela união de diversos arcos de modo a formar uma parede de estruturasinusóide. Duas paredes sinusóides podem se unir por uma extremidade para formaruma estrutura na forma de V, e quando há a união de mais de duas paredes sinusóides éformado um polígono de contenção de óleo derramado na superfície aquática. Estaparede é preferivelmente formada pela combinação de madeira e plástico flutuante e éconstituída pela união de arcos unidos em direções alternadas (sendo os arcos ímparesdispostos em uma direção e os pares na direção contrária), independentemente dotamanho desejado da barreira. A junção de duas paredes ou os vértices do polígono éconectada às âncoras convencionais de modo a manter este compartimento em umaposição substancialmente fixa.
É descrito na patente US 4,976,855 um coletor de óleo para sua remoçãoda superfície da água compreendendo pelo menos 2 barreiras de contenção dispostas emforma de "V" em frente a uma embarcação. As barreiras de contenção possuemconformação de parafuso, de modo que a rotação destas desloca a superfície de água eóleo na direção de um recipiente coletor contido na embarcação.
A patente russa No. RU2117095C1 se refere a uma barreira paracontenção que coleta e mantenha derivados de óleo e petróleo na superfície de correntese bacias aquáticas, cuja contaminação se deve a desmontagem da tubulação de produtosde óleo ou petróleo e também, devido a vazamento de tanques. A barreira de contençãotambém compreende um corpo flutuante que é feito de material impermeável ehermético e de uma rede de lastro.
Já o documento W083/00710 revela um dispositivo que forma umabarreira para proteção das águas contra vazamentos de óleo. Este dispositivocompreende um corpo tubular, subdividido em duas câmaras por uma paredelongitudinal. Sua câmara longitudinal inferior é preenchida por água enquanto que asuperior é preenchida por ar. As cordas são amarradas em alças. A rigidez dodispositivo é essencialmente influenciada pela pressão prevalente em uma das duascâmaras.
As desvantagens de tais barreiras ou dispositivos mencionados acima sedevem ao fato que os mesmos são lançados ou acionados apenas após a ocorrência doderramamento de óleo, o que provoca um atraso nas operações de contenção,permitindo, assim, um espalhamento inicial do óleo o que torna, dessa forma, maisdifícil o recolhimento do óleo.Portanto, há a necessidade de estratégias usuais para a contenção e orecolhimento de óleo derramado que atendam as necessidades de proteção ambientalentre a ocorrência do derramamento e as medidas de combate.
RESUMO DA INVENÇÃO
Um objetivo da presente invenção é fornecer um método de instalação decerco eficaz em termos de tempo, custo, simples e ambientalmente perfeito para contero óleo derramado.
O objetivo acima e outros objetivos são surpreendentemente obtidos peloque se segue. A presente invenção provê um método de instalação de cerco para acontenção de óleo cujo cerco apresenta uma configuração fixa e em espiral.
A presente invenção provê ainda um método novo de instalação de cercoque permite a livre circulação de embarcações de serviço e de apoio que atuam emconjunto com a plataforma ou a instalação offshore.
O método de instalação do cerco oferece as seguintes vantagens emrelação aos métodos convencionais. O cerco é pré-instalado em torno da plataforma,navio ou instalação offshore independentemente da ocorrência ou não do vazamento deóleo. Assim, em qualquer caso de vazamento o cerco já estará atuando na contenção,evitando o espalhamento do óleo e permitindo sua rápida remoção através dos métodosconvencionais conhecidos pelo versado na técnica, tais como, por exemplo, skimmers,bombas, mangotes e armazenagem temporária. A configuração em espiral permite umaabertura suficiente para a navegação segura e impede a saída de óleo. Além disso, aconfiguração permite uma fácil e rápida operação de evacuação e fuga em casos deemergência. A configuração em espiral pode ser aplicada a qualquer tipo de barreira, aqual pode ser confeccionada de qualquer material que atenda as necessidades deflutuabilidade (relação volume/peso) e resistência à tração, podendo ser instalada emqualquer lugar onde haja variação da direção da corrente marinha.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As características do método de instalação de cerco para barreira decontenção para águas poluídas, objeto da presente invenção, serão melhorcompreendidas a partir da descrição detalhada a seguir, que é feita meramente com afinalidade de exemplificação, e associada aos seguintes desenhos, que fazem parte dopresente relatório:
A figura 1 ilustra uma vista superior da presente invenção.
A figura 2 ilustra uma vista detalhada da ancoragem direta.A figura 3 ilustra uma vista detalhada da ancoragem com auxílio deflutuadores.
A figura 4 ilustra uma vista detalhada da ancoragem duplainterna/externa ao cerco.
A figura 5 ilustra uma vista ampliada dos meios de conexão ilustrados nafigura 4.
DECRICÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O método de instalação de cerco para barreira de contenção, objeto dapresente invenção, será descrito aqui em referência aos desenhos anexos.
A presente invenção descreve um método de instalação de barreira paracontenção de poluição em ambientes aquáticos, tais como rios, lagos, lagoas, baías ouoceanos, mais especificamente para poluição causada por vazamento de líquidosimiscíveis mais leves que a água, por exemplo, óleo.
O dito método de instalação de cerco leva em consideração as seguintesetapas: dimensionamento, instalação e desinstalação, e manutenção.
Para estimar o dimensionamento do cerco deve ser considerada comoparâmetro a abertura do cerco para a entrada e saída de embarcações e/ou seucomprimento. Particularmente, a abertura do cerco para a entrada e saída deembarcações deverá ser no mínimo igual a dez vezes a boca da maior embarcação queirá trafegar ou duas vezes seu comprimento. Mais particularmente, a distância entre aplataforma ou a instalação offshore e a barreira deverá ser de no mínimo cinco vezes ocomprimento da maior embarcação que irá operar dentro do cerco em pelo menos 180°a partir da abertura de entrada.
Além disso, são consideradas as condições meto-oceanográficas daregião para o período de instalação. A resultante das forças exercidas pela corrente,ventos e ondas deverá ser suportada pelo cerco.
A etapa de instalação do cerco é realizada através do uso de embarcaçõesde apoio adequadas para o lançamento das barreiras e dos botes para o manuseio e aconexão das diversas seções de barreira no mar. O planejamento da desinstalação dodito cerco deverá ser feito com antecedência e empregará a mesma estrutura utilizadapara a sua instalação.
Deve-se compreender que há a necessidade de um planejamento préviopara a manutenção de seções individuais do cerco substituindo-a por uma seção reserva.O dimensionamento do número de seções de barreira e do número de seções de barreirareserva deverá considerar as características do cerco e da ancoragem.
Além disso, o sistema de ancoragem deverá ser tal que "agüente" o cercono lugar, sem gerar choques ou forças cíclicas que possam destruí-lo.
Assim, o cerco deverá estar ancorado no fundo do mar de forma que asua posição e a sua função sejam mantidas independentemente da direção da corrente. Aancoragem pode ser feita de várias formas conhecidas, porém para as instalaçõesoffshore, por exemplo, com condições de corrente com mais de um nó e ondas commais de 1,5 m, se faz necessário um esquema especial de ancoragem a fim de minimizaros esforços no cerco e garantir sua qualidade.
A figura 1 ilustra o dito cerco que compreende uma pluralidade de seçõesde barreira (1) que são interconectadas umas às outras, através de seus pontos deconexão (5), para formar um cerco cuja extensão seja suficiente para cercar a áreadesejada.
Em uma modalidade alternativa da presente invenção, conformemostrado na figura 2, as seções das barreiras (1), que podem possuir qualquercomprimento, particularmente entre 25 e 100 m por seção, são conectadas umas àsoutras. Em cada comprimento desejado, as seções de barreiras (1) são conectadasdiretamente através de meios de conexão (6), tais como cabos de polipropileno, nylon,aço, amarras ou correntes, a uma âncora ou poita (3) (ou seja, bloco de ferro, concretoou qualquer outro material pesado) instalada no fundo do mar.
A figura 3 mostra uma seção de barreira de contenção (1) que formaparte do cerco da presente invenção. Assim, em uma segunda modalidade alternativa dapresente invenção, a ancoragem é realizada com auxílio de flutuadores (4), tais comobóias. As seções das barreiras (1) são interconectadas umas às outras e em cadaespaçamento definido, ou seja, ponto de conexão (5) é conectado um flutuador (4). Esseespaçamento (5) pode ser de qualquer tamanho, sendo tipicamente empregado osespaçamentos de 25, 50, 100 ou 200 m. O dito flutuador (4) é conectado às âncoras oupoitas (3), localizadas no fundo do mar, através de meios de conexão (6), tais comocabos. Os ditos meios de conexão (6) podem ser cabos de polipropileno, nylon, aço,amarras ou correntes. Preferivelmente, cada flutuador (4) está conectado a quatroâncoras ou poitas (3) localizadas no fundo do mar.
Observou-se que de acordo com as condições do mar e das correntes, asforças exercidas sobre o sistema poita-bóia podem chegar a algumas dezenas detoneladas dependendo da forma de instalação do dito sistema. Estudos realizadosdiagnosticaram que os esforços sofridos pelo conjunto ancoragem bóia-poita podemchegar a mais de 10 t quando são empregadas barreiras com 1,3 m de altura total e comespaçamento de 100 m entre as bóias com correntes de menos de 1 nó. Além disso, oregime harmônico da oscilação do sistema leva a um esforço para que haja ummovimento relativo entre as barreiras e as bóias gerando forças muito altas na conexãoentre as mesmas e danificando, dessa forma, as barreiras em um curto espaço de tempo.Além disso, as forças no sistema poita-bóia possuem um acentuado padrão oscilatório.
A fim de minimizar as forças exercidas sobre o dito sistema,desenvolveu-se um novo sistema de ancoragem que leva em consideração a oscilaçãosofrida pela barreira e pela bóia, como pode ser visto na figura 3, de forma que sejamevitados picos de tensões nas conexões.
As figuras 4 e 5 ilustram uma outra modalidade ainda mais preferida dapresente invenção, no qual a ancoragem é realizada através da formação de um cinturãode flutuadores. As ditas seções de barreira (1) são conectadas diretamente umas àsoutras. Os flutuadores (4', 4") são conectados aos pontos de conexão (5), localizadosentre as ditas seções de barreira (1), através de meios de conexão (7), tais como cabosde polipropileno, nylon, aço, amarras ou correntes horizontais transversais. Cadaflutuador (4', 4") é ancorado por duas âncoras ou poitas (3) localizadas no fundo domar. Dessa forma, o primeiro flutuador (4') "segura" o cerco para que ele não abraresultando no seu afastamento em relação à plataforma ou instalação (2) que se desejacercar, e o segundo flutuador (4") que "segura" o dito cerco para que este não se fecheresultando na sua aproximação em relação à plataforma. Assim, teremos um cinturão debóias ancoradas dentro do dito cerco e outro cinturão ancorado fora do dito cerco. ^
Dessa maneira, a transferência de oscilações verticais, causadas pelasondas, entre o sistema de flutuadores e o de barreiras é praticamente nula, impedindo,assim, um desgaste acelerado da conexão e permitindo um comportamento mais eficazdas barreiras que flutuam livremente acompanhando as ondas do mar sem qualquerresistência vertical, impedindo a fuga do óleo.
A título de exemplo, essas modalidades configurativas podem sertambém aplicadas em procedimentos de abastecimento de transportes aquaviários.Preferivelmente é utilizado o método de ancoragem dupla interna/externa ao cerco, ouseja, com formação de um cinturão de bóias, em ambientes marinhos offshore.Deve-se compreender que embora a invenção tenha sido descrita emdetalhes e com referência às suas modalidades específicas, será evidente para aquelesversados na técnica que várias mudanças e alterações podem ser feitas na invençãoreivindicada sem sair do escopo e do espírito da invenção.
Claims (19)
1. Método de instalação de cerco para barreira de contenção de óleoapresentando uma configuração em espiral caracterizado pelo fato de o cercocompreender uma pluralidade de seções de barreira (1), que flutua sobre a água, sendoestas conectadas umas às outras, através de seus pontos de conexão (5), formando umcerco, cuja extensão seja suficiente para cercar a área desejada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de as ditas seções de barreira (1) serem conectadas diretamente através de meios deconexão (6) a âncoras ou poitas (3) localizadas no fundo do mar.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de ser conectada um flutuador (4) nos pontos de conexão (5).
4. Método de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizadopelo fato de o dito flutuador (4) ser conectado através de meios de conexão (6) às ditasâncoras ou poitas (3).
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de serem conectados dois flutuadores (4', 4") aos ditos pontos de conexão (5)através dos meios de conexão (7).
6. Método de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizadopelo fato de cada flutuador (4', 4") ser conectado à âncora ou poita (3) por dois meiosde conexão (6).
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6,caracterizado pelo fato de os meios de conexão (6, 7) consistirem de cabos depolipropileno, nylon, aço, amarras ou correntes.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 6,caracterizado pelo fato de as âncoras ou poitas (3) serem formadas por bloco de ferro,concreto ou qualquer outro material pesado.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 6,caracterizado pelo fato de os flutuares serem bóias.
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de o cerco apresentar uma configuração fixa e em espiral.
11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de o dito cerco apresentar a abertura do cerco para a entrada e saída deembarcações no mínimo igual a dez vezes a boca da maior embarcação que irá trafegar.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelofato de a dita abertura do cerco para a entrada e saída de embarcações serem no mínimoduas vezes o comprimento da maior embarcação que irá trafegar.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelofato de a distância entre a plataforma ou a instalação ojfshore e a barreira ser no mínimocinco vezes o comprimento da maior embarcação que irá operar dentro do dito cerco empelo menos 180° a partir da dita abertura de entrada.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a-13, caracterizado pelo fato de ser empregado para contenção de poluição emambientes aquáticos.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelofato de os ambientes aquáticos serem rios, lagos, lagoas, baías ou oceanos.
16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelofato de a poluição ser causada por vazamento de líquidos imiscíveis mais leves que aágua, particularmente óleo.
17. Método de acordo com as reivindicações 5 e 6, caracterizadopelo fato de ser preferivelmente utilizado em ambientes marinhos.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a-16, caracterizado pelo fato de poder ser aplicado em procedimentos de abastecimentode transportes aquaviários.
19. Método de acordo com as qualquer uma das reivindicações de 1 a-16, caracterizado pelo fato de a dita configuração em espiral ser empregada durante asoperações de uma plataforma de perfuração, produção, navio, Floating ProductionStorage and Offloading (FPSO), Floating Storage and Offloading (FSO), monobóia,shuttle tanker, ou qualquer outra instalação em mar aberto.
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