Por Ronaldo Cruz (*)
Diferentes impulsos levaram os guindastes offshore destinados a suportar as operações de E&P (Figura 1) a evoluírem ao longo dos anos, em sua maioria determinados pelas condições de serviço ou por razões marcantes do cenário local. Neste pequeno artigo, destacaremos alguns destes aspectos e a correlação com as mudanças observadas.
Figura 1 – Guindastes offshoreEngrenagens, símbolo incontestável de elementos mecânicos, estavam presentes em quantidade e diversidade nos projetos de guindastes onshore, e não poderia ser diferente para as máquinas em serviço no mar. Tendo um motor diesel como acionador primário que movia um trem de engrenagens, este por sua vez transmitia o movimento aos guinchos de elevação de carga e de basculamento de lança, além de um conjunto de pinhões de giro, como a montagem no chassi visto na Figura 2, viabilizando o posicionamento de uma carga em diferentes pontos sobre a plataforma ou uma embarcação de apoio.
Robustez? Sim, mas folgas provenientes de desgastes por serviço destes componentes e dos recursos de interligação com os elementos acionados, como embreagens, logo se mostraram fontes de dores de cabeça para as equipes de manutenção de bordo. Somava-se ainda os crescentes problemas na aquisição de sobressalentes, em sua maioria itens não comerciais, que por vezes apresentavam problemas de vida útil reduzida, colocando em dúvida a adequabilidade de fornecimentos. Resultado: indisponibilidades frequentes dos equipamentos.
A Figura 3 mostra uma engrenagem de acionamento do sistema de basculamento de lança de um guindaste que falhou em serviço após poucas horas de serviço. Observem o estado dos dentes da engrenagem.
Remover engrenagens de um sistema mecânico que precisa de transmissão e multiplicação de esforços não foi a solução adotada, mas fazer com que o acionador primário, inicialmente ainda um motor diesel, transmitisse energia a bombas que impulsionassem um fluxo hidráulico para mover as funções de um guindaste, limitou a presença de engrenagens a conjuntos de redutores menores e comerciais. A solução hidráulica adicionou precisão aos controles e ainda viabilizou a inclusão de novos dispositivos de segurança aos equipamentos, como abaixamento de cargas sem utilização da energia proveniente do acionador primário e desarmes por sobrecarga. Os sistemas hidráulicos se tornaram cada vez mais complexos, recebendo outros recursos de emergência e proteção.
A Figura 4 mostra 02 motores hidráulicos acionados pelo fluxo de óleo proveniente das bombas impulsionadas em um guindaste por um motor elétrico, demonstrando mais a evolução a que foram submetidos os projetos.
É importante considerar que algumas mudanças apresentadas pelos fabricantes demandaram atenção quanto aos regramentos de projetos de equipamentos e instalações offshore da operadora. O citado emprego do motor elétrico como acionador primário (Figura 5), acendeu a questão da necessidade de demanda de energia da plataforma para operação do guindaste, dispensável quando aplicado um motor diesel.
Mas óleo hidráulico também demanda atenção, até mais do que se imagina. Desde a sua introdução no sistema à avaliação periódica, a sua contaminação por impurezas do ambiente externo ou do próprio circuito pode implicar em danos em elementos como bombas, válvulas e motores hidráulicos, ocasionados ou agravados ainda pela condução deficiente de um programa de manutenção preventiva. Adicione a isto a complexidade de arranjos e conhecimento superficial destes, pronto: a indisponibilidade se torna mais uma vez problema.
A Figura 6, a seguir, mostra a falha de um motor hidráulico de acionamento de um guincho resultante dos danos causados aos componentes internos do componente pelo uso contínuo de óleo contaminado.
Notemos, entretanto, que voltando ao já citado motor elétrico, a adoção deste no acionamento hidráulico reduziu o risco de comprometimento por um plano de preventiva deficiente para esta função acionador primário, já que o motor elétrico não demanda tanta atenção quanto o motor diesel. Esse apontamento é a deixa para chegarmos a recente evolução a que os guindastes offshore receberam.
O acionamento totalmente elétrico empregado em guindastes terrestres ou de aplicação portuária, chegou com força no segmento offshore, onde motores elétricos estão diretamente conectados aos redutores de giro, guinchos de carga e lança, reduzindo significativamente a quantidade de elementos mecânicos na interligação acionador – função comandada. Entre os anos de 2013 e 2020, 02 (dois) fabricantes internacionais forneceram um total de 30 (trinta) guindastes offshore de acionamento totalmente elétrico. Estas mesmas empresas começarão a entregar para o Brasil a partir de 2024 às operadoras locais, até o momento, 12 (doze) guindastes.
Não que o acionamento totalmente elétrico para essas máquinas não fora utilizado anteriormente, mas as respostas operacionais não eram favoráveis, como baixas velocidades de funções, além da necessidade de extensos painéis elétricos, grandes motores e a ainda inviabilidade de aplicação de importantes recursos de segurança como nas máquinas hidráulicas. Agora a situação parece diferente, a tecnologia evoluiu e fabricantes informam ter conseguido colocar à disposição do mercado guindastes offshore tão ágeis e dotados dos mesmos recursos de segurança quanto a geração hidráulica, além de bem vistos pela baixa emissão de ruídos, reduzidas demandas de manutenção preventiva e de menor risco à danos ambientais.
Um aspecto importante citado anteriormente neste texto precisa ser reiterado: a adoção desta nova concepção requer a avaliação das diretrizes de projeto e de segurança de equipamentos e instalações pela operadora de E&P quanto a demanda de energia (fonte e volume) e a disponibilidade para plena operação dos guindastes.
A evolução tecnológica está presente e ocorre rapidamente. Em breve teremos informações sobre o desempenho dessa nova geração e com certeza, comentaremos por aqui.
(*) Ronaldo Gonçalves Cruz, engenheiro mecânico e de segurança, com 35 anos de experiência em inspeção de equipamentos de movimentação de cargas offshore na Petrobras. Atualmente é diretor técnico da Cargopro Engenharia. Contatos: ronaldo.cruz@cargopro.com.
Leia outros artigos do Ronaldo Gonçalves Cruz:
