Edição 338 • 2011

Desenvolvimento de um sistema de visualização 3D de medições do perfil geométrico interno de tubos utilizando técnicas de realidade virtual

João Ricardo Castro Melo Engenheiro de Controle e Automação, Mestrando e Eng. de Automação e Sistemas Laboratório de Metrologia e Automatização, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina
Pedro de Deus Vieira Buchinelli Engenheiro Eletricista, Mestre em Metrologia Científica e Industrial, Pesquisador Laboratório de Metrologia e Automatização, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina
Armando Albertazzi G. Júnior Doutor em Engenharia Mecânica, Professor Laboratório de Metrologia e Automatização, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina
Cláudio Camerini Consultor Sênior Cenpes/PDP/TMEC
João M. C. Santos Engenheiro de Equipamentos Cenpes/PDP/TMEC


Resumo:
A necessidade de medir com riqueza de detalhes a geometria de superfícies internas de dutos de transporte de petróleo, gás e derivados, visando identificar a presença de regiões corroídas e amassamentos, motiva o desenvolvimento de um novo sistema óptico de perfilometria. Este tema vem sendo desenvolvido no escopo do projeto PEROLA - Perfilometria Óptica a Laser Aplicada a Dutos. O perfilômetro do PEROLA é capaz de medir a geometria interna de tubos. A fim de criar uma interface intuitiva e poderosa para visualizar o grande volume de dados levantados na medição, está sendo desenvolvido um programa de realidade virtual que recria esta geometria na qual o dispositivo óptico foi aplicado. O projeto de perfilometria foi idealizado para atender demandas de inspeção do interior de tubos de fornos de refinarias, frequentemente expostos à corrosão. O presente artigo expõe o estágio atual do desenvolvimento do sistema de realidade virtual. Neste sistema, é permitido ao usuário interagir com a geometria apresentada, navegando de forma intuitiva (inclusive podendo “colidir” com as paredes), ainda aplicando planos de corte, exagero de imperfeições e mapas de cores (relativos à profundidade do defeito) personalizados. Objetos virtuais foram elaborados de modo a facilitar a navegação e a análise. Iluminação e efeitos de sombras são utilizados a fim de aumentar o realismo da cena, que pode ser visualizada em três dimensões. O programa possibilita também a extração de dados da geometria e a criação de anotações referentes às regiões de interesse identificadas pelo usuário.


Engenharia de faixa de dutos: a influência do projeto e construção nos custos de manutenção

Elvidio Gavassoni, Jáder G. S. Leite Petrobras Transportes S.A.

Resumo:
As faixas de dutos enterrados atravessam regiões com características diferentes ao longo do seu percurso. Essa característica própria de obras lineares demanda um bom entendimento dos parâmetros específicos de solos, topografia, clima e ambiente das regiões atravessadas pela faixa de domínio de dutos enterrados. As decisões e abordagens tomadas durante a fase de implantação do empreendimento, principalmente na fase de proteção e recomposição de pista, têm grande infl uência durante a operação e manutenção ao longo de toda vida útil do duto. A partir dessa constatação, procura-se mostrar algumas questões de implantação que infl uenciam nos custos e atividades de manutenção de faixas de dutos. Utilizam-se como exemplos algumas faixas de dutos da malha de gasodutos do Estado do Espírito Santo. A análise mostra que algumas mudanças na abordagem e alternativas às decisões tomadas durante a fase de implantação do empreendimento poderiam reduzir os custos durante a vida útil dos dutos.


Modelagem computacional automática e análise estrutural de dutos com defeitos de corrosão tipo pit

Renato de S. Motta Mestre, Civil Engineer – UFPE Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco
Silvana M. B. Afonso Ph.D., Professor – UFPE Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco
Paulo R. M. Lyra Ph.D., Professor – UFPE Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Pernambuco
Ramiro B. Willmersdorf Ph.D., Professor – UFPE Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Federal de Pernambuco
Edmundo Q. Andrade Master, Civil Engineer – Petrobras Cenpes/Petrobras


Resumo:
Dutos são um dos mais seguros meios de transporte de petróleo e gás, e também aqueles com o menor risco para o ambiente. Eles possuem alta eficiência e produtividade. Apesar de suas capacidades excepcionais, eles também são uma grande fonte de preocupação das empresas de petróleo, uma vez que, estão sujeitos a vários tipos de danos. Entre eles, a corrosão é o segundo fator de falha em dutos operando. O estudo da integridade estrutural de dutos com defeitos causados por corrosão, de forma acurada e eficiente, é objeto de crescente investigação. Neste contexto, a simulação computacional via o Método dos Elementos Finitos (MEF) representa uma ferramenta poderosa e eficiente na avaliação estrutural de dutos com defeitos causados por corrosão. Entretanto, o processo para a criação de bons modelos computacionais de dutos com defeito é demorado, demanda uma interação manual constante do engenheiro, e muito repetitivo, e por estas razões muito propenso a erros.

Com a automatização do processo de modelagem, este tempo é reduzido drasticamente (dias → minutos) permitindo assim que o engenheiro possa recorrer a ferramentas computacionais na tomada de decisões sobre a integridade estrutural de um duto corroído. Assim, os resultados obtidos pela simulação computacional (MEF) além de mais econômicos, se tornam bem mais rápidos do que os métodos experimentais, e muito mais precisos do que os resultados dos métodos semiempíricos comumente utilizados. Neste trabalho, descreveremos um conjunto de ferramentas computacionais denominado PIPEFLAW, que produz automaticamente modelos de dutos com defeitos idealizados de corrosão, prontos para serem analisados em programas comerciais que implementam o método dos elementos finitos (MEF).

Nessa ferramenta inclui-se a geração automática de modelos de dutos com defeitos tipo pit, o qual será matéria de investigação deste trabalho. Estes modelos são gerados a partir de alguns parâmetros que fornecem as principais dimensões do duto e do defeito. Essa ferramenta é desenvolvida com base no programa comercial de pré e pós-processamento MSC.PATRAN. O PIPEFLAW possui interface gráfica amigável e personalizada, de forma que um engenheiro, com noções básicas de simulação computacional através do MEF, gere rapidamente modelos que resultem em simulações precisas e confiáveis.


Posicionamento de um veículo aéreo não tripulado para detecção de corrosões em dutos

Tania L. Laura, Pablo J. Alsina, Adelardo A. D. Medeiros, João Paulo F. Guimarães Departamento de Engenharia da Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Armando S. Sanca Departamento de Tecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana


Resumo:
Este trabalho faz parte do projeto AEROPETRO que visa a detecção de anomalias em dutos e tanques mediante uma supervisão contínua executada por um veículo aéreo não tripulado multirrotor, cujo protótipo foi desenvolvido no Laboratório de Robótica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN. O artigo descreve alguns procedimentos preliminares para a realização de tarefas de inspeção e monitoramento em sistemas de dutos e tanques, tais como, o desenvolvimento do micro-veículo aéreo hexarrotor e o controle de posição e orientação usando fusão de sensores de medida inercial, sistema de posicionamento global e uma câmera monocular. Para este fim, implementaram-se um simulador dinâmico-gráfico do veículo aéreo no ambiente a ser inspecionado. Implementaram-se algoritmos para o controle do veículo e para a extração de características de uma sequência de imagens que possibilitaram sua localização. Resultados em simulação e experimentais são mostrados.


Sistema robótico para inspeção de corrosão em dutos

Miguel Ignacio Serrano, Giovani Geremia, Giovanno Ferrari Zuglian Instor Projetos e Robótica
Facundo Arguello, Henrique Tormen Hann de Oliveira, Telmo Roberto Strohaecker Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) da Universidade Federal do RS (UFRGS)


Resumo:
A falha de dutos usados na indústrias de petróleo e gás sempre vem acompanhada de prejuízos financeiros e danos ambientais, os quais elevam o custo e justificam as pesquisas e o desenvolvimento de procedimentos de manutenção e monitoramento da integridade estrutural dos mesmos. São várias as técnicas de ensaios não destrutivos (END) utilizadas com a finalidade de detectar defeitos e de dimensionar os mesmos para poder calcular a vida remanescente. Hoje em dia encontram-se várias soluções prontas para inspeção manual. Já em casos de extensas áreas a serem inspecionadas é necessária a implementação de scanners automáticos que ofereçam menor tempo de inspeção e maior confiabilidade. Atualmente, sistemas semi-automáticos para inspeção de espessura em dutos permitem realizar uma coleta de dados de uma área determinada, o que possibilita uma avaliação mais precisa do processo corrosivo através de um mapeamento do duto. No caso específico de inspeção de corrosão para dutos, foram observadas algumas limitações em relação aos scanners disponíveis no mercado. O presente trabalho apresenta um manipulador robótico para inspeção de dutos utilizando ultrassom multiplexado, o qual foi desenvolvido e patenteado em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul, (UFRGS) e atualmente é explorado pela Instor Projetos e Robótica.



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