Por Leonardo Roncetti *

Uma das mais importantes diferenças entre as operações de içamento offshore e içamento em terra é a intensidade das forças dinâmicas atuantes na carga, no cabo e no guindaste, podendo chegar a várias vezes mais que o valor da carga estática.

A força dinâmica ocorre devido aos movimentos da base do guindaste e movimentos da carga antes e durante o içamento, provocados por vento, corrente e principalmente por onda. Um exemplo típico é o caso de um guindaste instalado em um FPSO (floating production storage and offloading – uma plataforma flutuante com formato de navio), retirando um container de um barco de apoio (supply vessel).

A carga que está sobre o convés antes do içamento tem o mesmo movimento do barco de apoio. O guindaste do FPSO, por sua vez, tem sua base em movimento devido ao movimento da plataforma, com fase e amplitude diferentes do movimento da carga.

Quando a carga é içada, ocorre velocidade relativa entre ela e o gancho do guindaste, e tracionando-se o cabo, tem-se uma força de impacto no conjunto, que é uma força dinâmica, chegando valores de 40% a 500% a mais de força em relação ao peso estático.

Desse conceito vem um importante parâmetro de projeto, fundamental para a segurança das operações de içamento, que é o Fator de Amplificação Dinâmica (FAD), sendo a divisão da força dinâmica pela força estática, indicando quantas vezes a primeira é maior que a segunda. O FAD é utilizado para dimensionamento de lingas e acessórios, bem como para verificação da capacidade do guindaste.

Exemplificando uma situação de projeto e supondo um objeto içado de 10 toneladas de carga bruta estática e FAD de 1,30, isto é, o peso na situação dinâmica é 30% maior que o peso na situação estática, uma linga que em içamento em terra deve ter carga máxima de trabalho (CMT) mínima de 10 toneladas e para içamento offshore a CMT deve ser no mínimo de 13 toneladas .É importante não utilizar os coeficientes de segurança das lingas e acessórios para absorver a força dinâmica e sim adicioná-la ao mesmos.

Além dessa amplificação de forças, há outro fenômeno importantíssimo no içamento offshore que é a ressonância, sendo ela uma amplificação muito acentuada das amplitudes de deslocamento, velocidade, aceleração e força sobre a carga e dispositivos de içamento. Ela ocorre quando os movimentos das embarcações envolvidas na operação têm frequências (ou períodos) próximas das frequências naturais do conjunto carga e guindaste.

Um exemplo disso é quando temos um içamento offshore com cabo do guindaste com 41 metros de comprimento e ondas com períodos variando de 12 a 13 segundos (0,08 a 0,07 Hz), que é uma onda típica de mar agitado na Bacia da Campos. Para este caso, o período natural do cabo do guindaste é de 12,8 segundos, coincidindo com o período natural do FPSO para o movimento vertical (afundamento ou heave).  Como os períodos (ou frequências) dos movimentos são próximos ao período natural do cabo, que pode ser tratado como pêndulo simples, poderá haver ressonância, com aumento significativo dos movimentos da carga e força no guindaste, podendo levar ao descontrole total da operação, tendo como medida drástica submergir a carga para interromper os movimentos.

As normas técnicas de içamento offshore, como exemplo a ISO 19901 parte 6, sugere valores de FAD para içamentos onde não ocorra ressonância. Para situações onde há risco de ressonância ou operações não rotineiras, deve-se fazer uma análise dinâmica do içamento para determinação dos movimentos e forças envolvidos.

Além das precauções de projeto, a mão de obra deve ser capacitada, com treinamento específico para cada atividade. Por exemplo, o operador do guindaste deve compensar os movimentos de balanço da carga através de movimentos do guindaste, tornando a carga mais estável.

Por último, os içamentos em terra não estão livres dos fenômenos dinâmicos, que devem ser levados em conta, principalmente em operações com dois ou mais guindastes, içamento com guindaste andando, içamento de mais de duas cargas ao mesmo tempo entre outras situações, afim de estimar os reais esforços envolvidos no içamento.

(*) Leonardo Roncetti, engenheiro, é doutorando em içamento offshore pela COPPE-UFRJ, mestre em estruturas offshore pela COPPE-UFRJ, e diretor da TechCon Engenharia e Consultoria. Contatos:leonardo@techcon.eng.br

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