Título: Desenvolvimento de programa numérico utilizando o Método dos Pontos Materiais (MPM), para a simulação paralela de escorregamentos
submarinos em 3-D e sua interação com equipamentos e estruturas.
Coordenação: Adeildo Soares Ramos Júnior – Professor do magistério superior;
Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/3156454754179977
Dados gerais:
Tipo de investimento: Pesquisa aplicada
Financiador: Petróleo Brasileiro SA – PETROBRAS
Área tecnológica: Computação
Linha de pesquisa: Geomecânica computacional
Vigência: 27/07/2022 – 25/07/2025
Motivação:
Objetivo geral:
Fornecer métricas relevantes acerca de simulações numéricas de escorregamentos submarinos para auxiliar na elaboração de relatórios
para licenciamento ambiental de novos campos de exploração offshore, antecipando a entrega do estudo de Geohazards. Dentre essas
informações destacam-se: a evolução das características do solo durante o processo de escorregamento; possíveis rotas de fluxo;
determinação das estruturas do campo que podem ser atingidas; e a quantificação das forças de impacto.
Objetivos específicos:
- Desenvolvimento de uma ferramenta computacional customizada para simulação de escorregamentos submarinos utilizando o método
dos pontos materiais em três dimensões; - Pré e Pós processamento dos dados;
- Metodologia para extração das trajetórias de escorregamentos submarinos;
- Metodologia para quantificação de forças e pressões decorrentes de impactos causados pelo escorregamento submarino em estruturas
offshore; - Estudo paramétrico e de sensibilidade do impacto de escorregamentos em estruturas offshore adjacentes;
- Quantificação do estado tridimensional de tensões e deformações.
Justificativas:
Escorregamentos de massa são riscos potenciais a estruturas submersas, como linhas de dutos subaquáticas e cabos de comunicação.
Esses eventos, em geral, são ocasionados por ações sísmicas ou por aumentos significativos na inclinação de taludes. Além de eventuais
Página 2 de
15
danos aos equipamentos, os escorregamentos podem oferecer risco à segurança pública quando provoca, por exemplo, a ocorrência de
tsunamis em regiões habitadas. Além das implicações citadas, os escorregamentos submarinos são de grande interesse para a indústria de
óleo e gás, tendo em vista o crescente cenário de exploração e produção offshore, principalmente com a descoberta dos reservatórios no
pré-sal, que demanda um maior aparelhamento do subsolo dos campos de produção. Visando uma melhor compreensão física dos eventos
de escorregamentos submarinos, simulações numéricas são empregadas como ferramenta para previsão e caracterização do
comportamento mecânico desses eventos. Nessa linha, o método dos pontos materiais combina aspectos das formulações lagrageanas e
eulerianas, visto que não apresenta o termo convectivo na equação de conservação de momento e não apresenta problemas relacionados a
distorção de malhas em grandes deformações, se mostrando como uma ferramenta numérica com grande potencial para o estudo desses
cenários.
A Universidade Federal de Alagoas (UFAL), através do LCCV (Laboratório de Computação Científica e Visualização), vem desenvolvendo
um sistema computacional, denominado E-Sub, capaz de simular escorregamentos submarinos e seu impacto em estruturas submersas
utilizando o MPM com modelos numéricos em estado plano de deformação. Esta consideração serve como uma aproximação dos cenários
encontrados, mas impõe limitações a modelagem do problema. Tendo em vista a análise de situações práticas, é de extrema importância
que a batimetria do cenário de interesse, as condições de contorno, localização e volume de massa deslocado sejam devidamente
representadas através de modelos numéricos tridimensionais, visando uma análise mais fidedigna do evento de escorregamento. Sendo
assim, este projeto estará focado no desenvolvimento de um sistema computacional capaz de simular escorregamentos submarinos em três
dimensões, tornando os desenvolvimentos deste projeto de fácil acesso e permitindo que seus resultados sejam usados, por exemplo, na
elaboração de relatórios de licenciamento ambiental.
Resultados esperados:
- Estudo paramétrico e de sensibilidade do impacto de escorregamentos em estruturas offshore adjacentes: Conhecimento Produzido;
- Metodologia para extração das cicatrizes de escorregamentos submarinos: Conhecimento Produzido;
- Quantificação de forças de impacto de escorregamentos submarinos em estruturas submersas: Conhecimento Produzido;
- Execução remota de simulações: Processo;
- Software E-Sub3D: Produto;
- Versão Web do software E-Sub3D: Produto;
- Manutenção do E-Sub: Serviço.
Benefícios do projeto:
Esta proposta contribui na melhoria do projeto de implantação de estruturas submarinas, na redução da exposição aos riscos geológicos e na economia de recursos tangíveis e intangíveis ao se reduzir o risco de ocorrência de desastres naturais. Por fim, também pretende-se diminuir o tempo para o primeiro óleo, otimizando a elaboração dos relatórios necessários para obtênção do licenciamento ambiental.
