Um duto-sanduíche formado por duas camadas de aço e um material sintético para isolamento térmico e maior resistência. Um sistema de âncoras que substitui aço por poliéster e reduz o peso da plataforma. Robôs, inclusive submarinos, sistemas de inteligência artificial e computação quântica. São muitas as frentes de inovação abertas pelas petroleiras, incluindo a Petrobras, com universidades e centros de pesquisa, para responder aos desafios da exploração no pré-sal.

Uma parceria antiga é apontada por pesquisadores como uma das principais responsáveis pelos avanços da exploração de petróleo em águas profundas: a da pós-graduação em engenharia da UFRJ, a Coppe, com a da Petrobras, que tem seu centro de pesquisas instalado no campus do Fundão. 

A estatal investiu sozinha US$ 572 milhões (cerca de R$ 2,4 bilhões) em pesquisa só em 2017, segundo a consultoria Evaluate Energy. O centro de pesquisas da Petrobras, o Cenpes, conta com 227 laboratórios e 1.303 funcionários.

Na Coppe, são 120 laboratórios, que consomem cerca de R$ 100 milhões ao ano. Em cada solução criada está o trabalho de dezenas de profissionais e o acúmulo de experiências que remontam à década de 1970, quando a Petrobras começou a se especializar na produção de petróleo no mar.

Segundo o diretor de Tecnologia e Inovação da Coppe, Fernando Rochinha, apesar da elevada produtividade dos poços no pré-sal, a produção só está aumentando com a superação de obstáculos por diferentes soluções. Para chegar ao petróleo, é preciso vencer camadas de água, sedimentos e sal, com diferentes condições de pressão, temperatura e gases corrosivos, e ainda transportar e armazenar o óleo na superfície. Tudo a 300 quilômetros da costa.

A Coppe tem, por exemplo, um laboratório dedicado só a projetos para amenizar processos de corrosão de materiais sujeitos a elevados níveis de pressão e de temperaturas em profundidades de até sete mil metros, um dos principais inimigos da atividade no mar.

— Para isso, desenvolvemos materiais mais resistentes, usados nas tubulações e nas válvulas. No parque laboratorial, temos uma série de projetos que já impactaram ou irão impactar positivamente a indústria de óleo e gás — diz ele.

Magda Chambriard, consultora da FGV Energia, destaca mudanças estratégicas feitas nos equipamentos que fizeram diferença nos custos. A transferência, da plataforma para o fundo do mar, de equipamentos como separadores de gás carbônico (CO2) e de água e óleo aumentam a capacidade de produção e de armazenamento das unidades. O uso de materiais leves, como poliéster, para substituir a cordoalha de aço na ancoragem reduz o consumo de energia da plataforma, com impacto no custo de produção.

— As grandes empresas têm fôlego para desenvolver tecnologias que permitam chegar até o petróleo no fundo do mar — diz Magda.

A pesquisa no setor é mantida pela legislação que obriga o investimento de 1% das participações especiais (tributo que incide nos campos mais produtivos) em pesquisa e desenvolvimento. Entre as áreas prioritárias dos pesquisadores hoje está a relacionada à grande quantidade de CO2 existente nos reservatórios do pré-sal. Na Coppe, laboratórios tentam desenvolver novas formas de reinjetá-lo e até mesmo usá-lo para a geração de energia.

Outra linha de atuação crescente é a automação das operações. A Petrobras está desenvolvendo robôs que substituem a quantidade de funcionários embarcados e desempenham tarefas simples e complexas.

Há um robô que faz a manutenção da pintura do casco da plataforma, essencial para proteger e evitar corrosão, já que elas ficam em alto mar por cerca de 30 anos. Isso reduz o embarque de trabalhadores. Outros equipamentos de atuação remota substituem mergulhadores no reparo de dutos em profundidades que o homem não poderia suportar.

Rochinha destaca o papel desempenhado por sensores instalados durante o processo de cimentação de poços no acúmulo de informações sobre os reservatórios. Inovações como esta ajudaram a Petrobras a reduzir o tempo de perfuração e construção de poços de 18 meses para três. A atividade absorve um terço do orçamento de um projeto de exploração e produção.

Em nota, a Petrobras atribuiu essa maior velocidade na exploração à aceleração da aprendizagem da estatal no pré-sal. Quanto mais curto o tempo de perfuração, mas rápido a empresa consegue colocar campos em produção, gerando recursos para seu caixa.

Orlando Ribeiro, gerente-executivo do Cenpes, o centro de pesquisas da Petrobras, diz que o relacionamento da Petrobras com fornecedores e fabricantes ajuda o desenvolvimento de materiais e equipamentos com características específicas para o pré-sal:

— Fazemos ainda muitas parceria com pequenas empresas e startups.

 

A grande profundidade das reservas de petróleo do pré-sal demanda o desenvolvimento de muitos equipamentos específicos para a exploração e produção nessa área. Para resistir a alta pressão e isolar o óleo, extraído a 60°C, da água, a 4°C, a Coppe/UFRJ desenvolveu o duto-sanduíche, com uma camada de polímero entre duas de aço, beneficiando a operação das petroleiras.

A Petrobras desenvolve um sistema inteligente que vai criar, em computador, uma réplica digital, dinâmica e integrada do sistema de produção no mar, incluindo reservatórios, poços, sistemas submarinos e a parte superior da plataforma. A ideia é minimizar a necessidade de intervenção física e fazer simulações reais de cenário. O projeto é chamado de Gênio Digital.

A estatal está criando um sistema baseado em visão computacional e inteligência artificial para acompanhar as tarefas na plataforma, com foco na segurança. O protótipo, feito com Microsoft e Intel, é capaz de identificar a expressão facial de funcionários e alertar ao supervisor se ele está apto ou não a realizar determinada tarefa. Também identifica se ele está usando equipamentos como óculos e capacete.

Óculos inteligentes capazes de dar a um funcionário mais informações sobre os equipamentos no meio de um serviço é uma possibilidade que pode chegar em breve às plataformas da Petrobras. Informações diversas sobre a operação da unidade aparecem em tempo real para o usuário. Para isso, a empresa desenvolve um algoritmo para analisar dados complexos de forma mais rápida.