A estrutura fica localizada no Parque Tecnológico, no campus da Cidade Universitária, e pertence ao LabOceano
Por Conexão UFRJ – Fonte: www.ufrj.br
Capaz de armazenar mais de 20 milhões de litros de água e com a profundidade equivalente a de um prédio de oito andares, o tanque oceânico da UFRJ é uma potência e o maior das Américas. A estrutura impressiona logo no primeiro olhar. É uma imensidão de água. Ali, ondas são geradas por 75 placas de 1,80 metro de altura, correntes podem ser controladas em qualquer direção e modelos de plataformas de petróleo ou navios são testados como se estivessem em alto-mar.
Construído para simular as principais características dos oceanos, ele pode performar fenômenos que ocorrem em lâminas d’água — camada superficial de água em um corpo hídrico, nesse caso, o tanque — superiores a dois mil metros de profundidade. Os ventos são equivalentes a 400 km/h, o que, na escala real, significa ventos a 12 m/s, rajadas semelhantes a de furacões que se colonizam no mar, além de ondas equivalentes a 50 metros e correntezas controladas em múltiplas direções.
Inaugurado em 2003, o tanque pertence ao Laboratório de Tecnologia Oceânica (LabOceano), que faz parte do Programa de Engenharia Naval e Oceânica do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ). Localizado no Parque Tecnológico, na Cidade Universitária, a estrutura tem 40 metros de comprimento, 30 metros de largura, 15 metros de profundidade, com um poço central que chega a 25 metros e comporta exatamente 23 milhões de litros de água.
Com 90% das reservas do petróleo brasileiro concentradas no mar, o tanque foi projetado para atender a crescente demanda tecnológica da indústria de petróleo e gás em águas profundas e ultraprofundas. O suporte prestado pelo LabOceano traz desenvolvimento tecnológico estratégico para testes e novas pesquisas do ramo. “Aqui a gente consegue simular praticamente qualquer condição do mar: ondas, correntes, ventos. Muitas vezes, trabalhamos com dados específicos da Bacia de Campos ou da Bacia de Santos, que são regiões fundamentais para a Petrobras”, explica Luiz Felipe Léo, mestre em Engenharia Oceânica e gerente do setor de Simulações do LabOceano.
Entre a academia e a indústria
Com um ambiente que reúne pesquisa de ponta, tecnologia de última geração e excelência no ambiente acadêmico, o LabOceano é referência mundial para pesquisas voltadas ao setor petrolífero e naval. Atualmente, existe apenas uma instalação no mundo com características similares às do tanque projetado pelos pesquisadores da Coppe. O simulador chinês Licomk++, ou, como popularmente é conhecido, “microscópio oceânico”, foi pensado por pesquisadores do Instituto de Física Atmosférica da Academia Chinesa de Ciências, em parceria com o Centro de Informações de Redes de Computadores.
“Aqui a gente consegue reproduzir, em escala reduzida, situações que seriam impossíveis ou arriscadas de testar diretamente no oceano”, afirma Luiz Felipe. Um dos experimentos mais marcantes feitos no laboratório foi o sistema de ancoragem em formato de torpedo. Nele, a âncora é lançada ao mar como se fosse um torpedo e, pelo próprio peso e formato, ela se crava no fundo. Esse modelo é especialmente resistente à força vertical da água — quando a corrente ou o movimento tenta puxar a âncora para cima —, utiliza menos linhas de ancoragem e, consequentemente, precisa de menos cabos para se manter firme. Ele foi projetado para suportar ventos, correntes e ondas na plataforma, que puxam a âncora, funcionando apenas com o impacto da queda para se fixar e servir como ponto de ancoragem.
Com escalas variáveis que podem ir de 1 para 1 até 1 para 100, a infraestrutura do tanque surpreende. São seis bombas hidráulicas de mil cavalos de potência cada — o bastante para mover 20 toneladas a uma altura de 30 centímetros por segundo —, que movimenta milhões de litros de água, criando correntes artificiais em diferentes intensidades e profundidades. “São seis andares de correnteza circulando pela estrutura. É isso que permite a gente simular correntes submarinas em diferentes profundidades”, explica Luiz Felipe.
Projetos do laboratório
Os ensaios no laboratório vão desde protótipos — como cascos de embarcações equipados com sensores, motores e lemes — até modelos usados exclusivamente para estudar hidrodinâmica. “Na maioria das vezes, os testes são de casco. O modelo é vazio por dentro, a gente compensa peso e centro de gravidade com lastro e observa como ele se comporta”, detalha Luiz Felipe.
Esse recurso possibilita avaliar, por exemplo, o comportamento de linhas flexíveis e rígidas que conectam poços de petróleo no leito marinho às plataformas, prevenindo rupturas e vazamentos. Também permite simular a instalação de equipamentos lançados das plataformas até o fundo do mar e estudar a estabilidade das próprias plataformas em operações delicadas, como a transferência de petróleo para navios em alto-mar.
O LabOceano também abriga projetos de pesquisa acadêmica. Um dos mais recentes é o desenvolvimento de um barco para dois passageiros em escala reduzida, que será utilizado tanto para treinamentos práticos de manobras quanto como plataforma de testes para sistemas autônomos. A proposta é permitir que alunos dos programas de mestrado e doutorado da Coppe UFRJ, que desenvolvem algoritmos de veículos marítimos inteligentes, possam validar seus sistemas em um ambiente controlado e fiel à realidade.
O laboratório também conta com um simulador de passadiço, construído com modelos matemáticos desenvolvidos em parceria com a Marinha do Brasil, que reproduz com alta precisão manobras complexas realizadas por embarcações em portos brasileiros, como os presentes na Baía de Guanabara. O equipamento é utilizado em treinamentos de comandantes e práticos, oferecendo uma experiência imersiva próxima da operação real. O simulador possibilita treinar situações de risco, como falhas de motor ou a atuação de correntes marítimas intensas. Tudo isso sem expor embarcações e tripulações ao estresse.
Fomento
Para fomentar a divulgação científica e despertar o interesse do público em feiras e eventos, a equipe desenvolveu ainda um óculos de realidade virtual que permite controlar remotamente um barco em escala, simulando as etapas de navegação, desde a passagem por boias até a condução à distância por algoritmos.
O investimento para a construção do tanque é oriundo de royalties do petróleo, repassados pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) por meio do fundo setorial CT-Petro, do Ministério da Ciência e Tecnologia e da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj). Ensaios em tanques europeus podem custar de 15 a 20 mil dólares por dia, além das despesas de deslocamento de equipes, o que torna o LabOceano uma alternativa estratégica e econômica para empresas do Brasil e da América do Sul. As empresas que contratam ensaios também colaboram com a sustentabilidade financeira do laboratório, embora grandes investimentos ainda dependam de editais públicos.
A janela do oceano para o mundo
Das janelas instaladas no nível mais baixo do laboratório, é possível observar de perto a magnitude do tanque: três placas de fundo móvel que podem ir de 15 metros de profundidade até a superfície, a depender da necessidade do ensaio. O local faz pensar que a ciência pode ser mágica.
Mais que um tanque, o LabOceano é uma imersão no futuro da engenharia naval e um exemplo de como ciência e tecnologia podem andar lado a lado com a indústria. “Quando a gente coloca um modelo aqui, estamos antecipando o que vai acontecer no mar”, conclui Luiz Felipe.
A equipe do LabOceano é liderada por Paulo de Tarso, diretor executivo do laboratório, doutor e professor de Engenharia Naval da UFRJ. Ao seu lado, estão, além de Luiz Felipe Léo, Letícia Fonseca, doutoranda em Engenharia Elétrica e gerente do setor Naval; Daniel Pimentel, mestrando em Engenharia e gerente do setor Mecânico; Alex Alves, engenheiro elétrico e gerente de Instrumentação; Cosme Francisco, técnico em edificações e gerente de Infraestrutura; Leonardo Moraes, engenheiro de Produção e gerente de Ensaio; e Wellington Mascena, cientista da Computação e gerente de Projetos.
O time conta ainda com engenheiros, oceanógrafos, matemáticos e estudantes de diferentes níveis da UFRJ, em um esforço multidisciplinar que une pesquisa de ponta e inovação aplicada. Todas as novidades e projetos podem ser encontrados em no site do laboratório.
*Por Ana Clara Ferreira. Sob a supervisão da jornalista Vanessa Almeida.