O setor de operações offshore registrou avanços notáveis na tecnologia, especialmente no campo dos veículos operados remotamente (ROV). Essas maravilhas minúsculas revolucionaram a maneira como as inspeções, a manutenção e as explorações subaquáticas são realizadas.
Neste artigo, vamos mergulhar no fascinante mundo dos mini-ROVs, destacando suas capacidades, aplicações e o papel significativo desempenhado pelas tecnologias de internet e Ethernet em sua operação.
Na indústria offshore, tendemos ao princípio de que Mais é sempre melhor
ou A força geralmente é a melhor arma.
e embora a necessidade da indústria por máquinas grandes e poderosas seja inegável, o lbf/kgf, isoladamente, é apenas uma estatística que, logicamente, não pode decidir em todas as aplicações. Isso é especialmente verdade quando se trata de Veículos Operados Remotamente (ROVs).
Através da experiência de campo, aprendemos que as condições de trabalho acima e abaixo da água, incluindo o espaço disponível, os custos fiscais e de tempo, a relação peso/potência e o arrasto da corda, devem ser considerados ao utilizar ROVs. E por essas razões, o mito de que é necessário sempre utilizar ROVs de classe de trabalho completa, como forma de garantir que o operador tenha as capacidades e opções necessárias para lidar com qualquer aplicação, agora flutua no horizonte do pragmatismo miniaturizado.
Uma nova e mais ágil classe de veículos operados remotamente, chamada Mini ROVs, está percorrendo caminhos através da indústria offshore de hoje.
Ao fazê-lo, eles não apenas ampliaram as capacidades dos seus irmãos mais robustos, mas também demonstraram ser superiores para certas aplicações offshore (por exemplo, substituição de válvulas, inspeção do casco, etc.), como revela a seguinte visão geral técnica.
O que são os mini-ROVs, exatamente?
Os mini-ROV são maiores do que os de tamanho de bolso micro-robôs submarinos,
que não possuem o impulso necessário para operar em condições de correnteza ou a carga útil disponível para transportar mais de uma câmera, luzes e talvez 1 ou 2 sensores. Com o seu tamanho maior, os Mini ROV podem transportar um conjunto mais amplo e potente de sensores, ferramentas e outras tecnologias, algumas das quais serão detalhadas abaixo.
No entanto, os mini-ROV são menores do que os ROV de classe de observação padrão, que geralmente necessitam de sistemas de lançamento e recuperação (LARS) grandes, complexos e caros. Os mini-ROV não necessitam desse tipo de sistema. De fato, eles podem ser lançados e recuperados usando seu próprio cabo de ligação, se este for suficientemente forte, embora muitos consigam lidar com uma carga útil de 100 kg. Foram realizados avanços tecnológicos adicionais, tornando-os cada vez mais importantes.
Principais tecnologias do Mini ROV
Os mini-ROVs foram inicialmente concebidos para aplicações em águas rasas, simplesmente porque existiam vários desafios que precisavam ser superados antes que pudessem funcionar a profundidades superiores a 1.000 metros. Estes incluíam a miniaturização da eletrónica de controlo, o design de alojamentos de pressão mais leves, a transmissão de energia e dados através de cabos/cordões/cintos muito longos e muito mais.
Ao longo da última década, a indústria de ROV conseguiu superar esses desafios, ajudando efetivamente os Mini ROV a imitar as capacidades de sistemas muito maiores. Além disso, alguns fabricantes de Mini ROV desenvolveram tecnologias inéditas que se mostraram particularmente úteis para aplicações offshore.
Aplicações de mini-robôs subaquáticos
- Inspeções Offshore: Os mini-ROV são amplamente utilizados para inspeção de estruturas subaquáticas, como plataformas de petróleo, oleodutos e infraestrutura submarina. Seu tamanho compacto e manobrabilidade permitem que eles acessem espaços confinados e realizem inspeções visuais com alta precisão.
- Operações de Busca e Resgate: Os mini-robôs submarinos são inestimáveis em missões de busca e salvamento, ajudando a localizar e recuperar objetos ou pessoas submersos.
- Pesquisas ambientais: Esses ROVs auxiliam na realização de pesquisas ambientais, no monitoramento da vida marinha e na avaliação dos ecossistemas subaquáticos, fornecendo dados valiosos para os esforços de conservação.
- Filmagens e explorações subaquáticas: Os mini-robôs submarinos têm aberto novas possibilidades na cinematografia e na exploração submarina, capturando imagens deslumbrantes e revelando os mistérios do oceano profundo.
Tetheres de baixa resistência à tração e extensão Ethernet
Os cabos de fixação tornam-se um grande problema para os mini-ROV em águas profundas. Quanto mais longo, mais espesso e mais grosso for o cabo de fixação do mini-ROV, maior será a resistência cumulativa desse cabo e, portanto, maior será o impulso que esses mini-ROV necessitam para manobrar de forma confiável.
Aprimorar a espessura do cabo não é um problema, já que os revestimentos de cabo são agora bastante lisos. No entanto, reduzir a seção transversal do cabo tem sido uma tarefa difícil. Os mini-robôs submarinos precisam transmitir e receber muitos sinais e, às vezes, uma quantidade considerável de energia. Isso normalmente exige muitas camadas de cabos, blindagem e fibra óptica.
No entanto, agora, em grande parte graças a Extensão Ethernet A tecnologia, a seção transversal dos conectores foi reduzida para apenas 8,99 mm, muito mais fina do que os conectores tradicionais dos ROV, que têm uma média de pelo menos 20 mm. Depois que a Enable-IT Inc., inventor da tecnologia de extensão Ethernet, conseguiu miniaturizar os extensores Ethernet adequados para uso no fundo do mar, os fabricantes de Mini ROV conseguiram multiplexar suas transmissões – e enviar energia através da Ethernet (ou PoE
)- para Mini ROVs que utilizam apenas 1 a 2 pares de cabos de cobre padrão. Além disso, estes extensores Ethernet permitem transmitir sem problemas esta informação e fornecer energia a muitos milhares de metros, muito além do limite de distância do Ethernet, que é apenas de 100 metros (328 pés). Além disso, isso significa muito menos cabos e um cabo todo em cobre muito mais fino, com muito menos atrito sobre o Mini ROV. Além disso, isso significa que estes Mini ROVs podem frequentemente ser baixados à água manualmente, sem a necessidade de sistemas de lançamento caros.
Geradores de vórtices (não magnéticos)
Outro avanço extremamente útil é o da inexistência de magnetismo. geradores de vórtices, que, quando utilizado como parte de um acessório “crawler”, permite efetivamente aos Mini ROV a capacidade de percorrer tubulações, casco e outras estruturas (ver Figura 1). Usando um rotor, em vez de ímãs ou propulsores, os geradores de vórtices criam um espaço de baixa pressão (ou seja, efeito de venturi) sob o Mini ROV enquanto este se desloca, produzindo até 28 kgf (62 lbf) de força de atração contra qualquer superfície plana e dura.
Esse sistema oferece vários benefícios atraentes para seus operadores. Primeiro, ele proporciona uma força de atração tão grande que permite operações precisas mesmo quando a embarcação já está em movimento no mar ou está enfrentando fortes correntes enquanto está ancorada. Isso permite que os operadores realizem a inspeção de seus navios de forma mais segura e econômica do que poderiam fazer de outra forma, pois teriam de recorrer a equipes de mergulhadores, às vezes até mesmo em ambientes particularmente hostis. Além disso, as câmeras e outros equipamentos de imagem (como o sonar de imagem) produzem imagens e dados de alta qualidade, pois esses dispositivos são mantidos a uma distância constante da estrutura alvo. Além disso, com essa estabilidade, os operadores de Mini ROV podem desfrutar de muito menos fadiga e a oportunidade ocasional de se concentrar exclusivamente nos dados recebidos.
Navigação automatizada
Até então, as tecnologias necessárias para a navegação automatizada, como a detecção de velocidade por Doppler, eram demasiado complicadas para serem suficientemente miniaturizadas para serem utilizadas em Mini ROV. É de salientar que alguns operadores ficarão agradavelmente surpreendidos ao saber que a navegação automatizada de Mini ROV tornou-se uma realidade nos últimos cinco anos. Utilizando uma forma de rastreamento por sonar, os Mini ROV agora conseguem fixar-se num alvo e navegar por pontos de referência, manter uma posição, realizar uma busca programada e muito mais. De facto, pelo menos um Mini ROV consegue orbitar de forma confiável em torno do seu alvo fixado.
Os benefícios da navegação automatizada são bastante evidentes. A redução do esforço dos operadores diminui a fadiga, aumentando assim as suas hipóteses de concluir eficientemente as suas outras tarefas, como a monitorização de dados. Além disso, à medida que uma aplicação puder ser automatizada, essa navegação logicamente tem o potencial de poupar aos operadores quantias desproporcionais de tempo e dinheiro.
Mini ROVs em ação
Suporte maior para ROV
Devido ao seu tamanho, agilidade e novas capacidades, os Mini ROVs se saem bem ao complementar as capacidades dos seus irmãos maiores. Foi o caso da FMC Technologies, uma destacada empresa de serviços de abastecimento de petróleo e gás, e da necessidade de substituir três manifolds submarinos que não tinham tampas de válvula pequenas mas já estavam instaladas. A produção de petróleo não poderia começar sem estas pequenas tampas, e a proposta de recuperar três manifolds de 160 toneladas para instalar estas tampas implicava muitos milhões de dólares. A FMC recorreu naturalmente aos ROVs para tentar resolver o problema, mas rapidamente percebeu que nem os ROVs de classe de trabalho nem os de classe de observação podiam corresponder adequadamente aos parâmetros de operação, sendo um demasiado grande para o espaço e o outro demasiado pequeno para o trabalho.
A FMC então recorreu a veículos submarinos remotos (ROV) Mini e decidiu por uma operação em que um ROV Mini seria equipado com uma ferramenta de torque especial (para fixar e apertar cada tampão). Em seguida, devido às condições climáticas adversas no Mar do Norte, a FMC utilizaria um ROV de classe de trabalho para colocar o ROV Mini, que deveria estar num cesto, próximo de cada manômetro e soltar a corda de fixação. Posteriormente, o ROV maior seria responsável por fornecer apoio enquanto o Mini ROV se dedicava ao trabalho. E ele cumpriu a tarefa.
A navegação pelo primeiro manifold foi apertada, mas direta. O operador do Mini ROV conseguiu alcançar a válvula apropriada, usar a ferramenta de torque para apertar a tampa e recuperar o Mini ROV relativamente rapidamente. Os segundo e terceiro manifolds foram um pouco mais difíceis.
Resultou que os dois e terceiro manifolds já tinham tampas de teste temporárias fixadas nas respectivas válvulas, pelo que o Mini ROV teve de removê-las e recuperá-las antes de poder tentar novamente e fixar a tampa real. No segundo manifold, isso foi complicado pelo facto de o WROV ter aberto acidentalmente a cesta do Mini ROV durante a subida, mas foi recuperado rapidamente. No terceiro manifold, o operador fixou um pequeno espelho no torque tool, de modo a poder ver melhor a tampa de teste, e, após recuperar o Mini ROV e devolvê-lo de volta ao seu lugar, fixou suavemente a tampa final.
Supressão de ROVs maiores
Em outro exemplo, os mini-ROVs se mostraram particularmente adequados para algumas aplicações. Isso é especialmente verdadeiro em aplicações que exigem rastreamento e/ou acoplamento, como no caso de 2009, quando a Inspectahire realizou uma pesquisa das pernas de uma plataforma petrolífera no Golfo Pérsico. A Inspectahire, com sede no Reino Unido, recebeu a tarefa de mapear as pernas de uma plataforma petrolífera pertencente a uma das maiores empresas de exploração e produção de petróleo e gás do mundo.
Figura 2. Um Mini ROV é lançado nas águas abaixo de uma plataforma offshore. Foto gentilmente cedida pela Teledyne Benthos, Inc.
Ao longo do tempo em que a plataforma experimentou as duras marés induzidas pelo calor do Golfo Pérsico, os anteriores esforços para explorar as suas extremidades através da utilização de um veículo submarino de observação (ROV) a voar até elas foram infelizes. A Inspectahire precisava de algo novo.
Após aprenderem sobre o uso de veículos subaquáticos móveis (ROV), eles decidiram experimentar com eles. Basta dizer que os resultados foram impressionantes. Graças à sua portabilidade e à possibilidade de serem acoplados a um cabo, eles não apenas conseguiram concluir com sucesso suas inspeções, como também puderam lançar e dirigir seu Mini ROV a partir da plataforma situada diretamente acima de cada perna.
Como disse Cailean Forrester, diretor administrativo da Inspectahire: “O LBC [Little Benthic Crawler] é uma ferramenta inovadora e, neste caso, permitiu-nos realizar uma pesquisa desafiadora de forma segura e eficaz, além de superar alguns dos problemas que tínhamos enfrentado anteriormente. Uma alternativa teria sido utilizar mergulhadores, mas eles teriam de usar grampos magnéticos para garantir que não fossem arrastados pelo corrente.”
Mini-ROVs: mais prontas para o uso offshore
Ao longo dos anos, os fabricantes de Mini ROV têm superado com sucesso os desafios significativos enfrentados ao implantar esses veículos mais pequenos e ágeis em aplicações mais profundas e offshore. Ao fazê-lo, eles têm aprimorado as capacidades dos operadores com tecnologias inovadoras. Geradores de vórtices, Por exemplo, agora é possível que os mini-ROVs se fixem firmemente em estruturas e se movam por elas, poupando os operadores de ter que sempre recorrer a equipes de mergulhadores para realizar tarefas como levantamentos de dados. De forma semelhante, o sistema de fixação com tração reduzida, através de Extensão Ethernet, A Mini ROV ajuda a manter sua extrema manobrabilidade, além de oferecer a possibilidade de ser lançada manualmente.
Como tal, os Mini ROV provaram ser eficientes e versáteis, complementando as capacidades dos ROV de classe de trabalho mais grandes. Ainda mais promissor, em certas aplicações e conforme demonstrado acima, um Mini ROV pode ser o único ROV necessário para uma operação offshore.
Fatos interessantes sobre os mini-ROVs
- Capacidades de profundidade: Os mini-robôs submarinos podem operar em profundidades impressionantes, com alguns modelos capazes de descer até 1000 metros ou mais.
- Acessórios versáteis: Esses ROV podem ser equipados com vários acessórios, como ferramentas de corte, sistemas de sonar, coletores de água e magnetômetros, permitindo uma ampla gama de aplicações.
- Eficiência de custo: Em comparação com os ROVs maiores e mais complexos, os mini ROVs oferecem uma solução econômica para inspeções e operações subaquáticas, tornando-os acessíveis a um público mais amplo.
- Treinamento e Portabilidade: Os mini-robôs submarinos são relativamente fáceis de operar e transportar, permitindo uma rápida implantação e reduzindo a formação necessária para os operadores.
Conclusão
Os mini-ROVs têm se tornado ativos indispensáveis na indústria offshore, oferecendo soluções altamente eficientes e econômicas para inspeções, explorações e operações de manutenção submarinas. A incorporação da internet e Tecnologias Ethernet Tem desempenhado um papel fundamental no aprimoramento de suas funcionalidades. Essa integração permite o streaming de vídeo em tempo real, controle remoto, transferência de dados sem interrupção e colaboração entre os operadores. À medida que essas tecnologias continuam a avançar, o potencial dos mini-ROVs no setor marítimo se expandirá ainda mais, abrindo novas oportunidades para a exploração submarina e a gestão eficaz dos recursos.
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