Grupo do RCGI usará ultrassom para monitorar vazamentos de gases-estufa no fundo do mar

Pesquisadores irão criar equipamento com precisão de milissegundos, além de um software para analisar os dados captados.

Pesquisadores do Fapesp Shell Research Centre for Gas Innovation (RCGI) pretendem utilizar imagens de ultrassom para detectar e quantificar vazamentos de CH4 e CO2 no fundo do mar em áreas de exploração de petróleo e gás. A técnica de visualização por ultrassom, já largamente aplicada em campos como a medicina ou a própria engenharia, vai ajudar os cientistas a criar um mapa da distância temporal dos fenômenos monitorados e compor um quadro que permita identificar e quantificar possíveis vazamentos de gases. De acordo com Marcos de Sales Guerra Tsuzuki, coordenador do projeto 35 do RCGI (Detecção de vazamento dos gases CH4 e CO2 no fundo do mar utilizando imagens de ultrassom com múltiplos elementos), o grande desafio é usar a tecnologia de ultrassom para esta nova aplicação.

“Nossa equipe possui conhecimento sobre ultrassom, temos equipamentos no fundo do mar, no pré-sal, operando em elevada pressão, para detecção de corrosão em dutos, tubulações. Mas para detecção de presença de gases é a primeira vez que usamos a técnica. Então, primeiramente estamos caracterizando o problema para compreendermos os fenômenos físicos envolvidos e, posteriormente, caminhar no desenvolvimento de um produto que consiga ajudar-nos nesse problema específico”, explica Tsuzuki, que é professor do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP).

Para tanto, a equipe, formada por quatro docentes e três pós-doutores, está utilizando ensaios em laboratório a fim de entender, por exemplo, como uma bolha se desloca na água. “Queremos saber como podemos observar e mensurar grupos de bolhas dentro d’água, para quantificar o vazamento. Estamos criando modelos e ensaios na água, usando tanques e simulando o meio, para entender tudo isso. E estamos desenvolvendo também um simulador numérico que mostra como o ar escapa na água”, adianta o professor. Com a caracterização do ambiente, será possível determinar a frequência da onda de ultrassom mais adequada para determinar as vazões presentes no meio, a potência e a profundidade envolvidas.

O som no tempo - Ele afirma que a técnica segue o mesmo princípio do ultrassom usado na medicina. “Nós enviamos uma onda, ela volta, e medimos o eco do som que volta para nós.” Só que, segundo Tsuzuki, a maioria dos equipamentos existentes hoje utiliza dados estáticos. “Acontece que nosso equipamento estará em um navio, ou numa boia, sendo rebocado. Ou seja: estaremos em movimento, indo e voltando. E aquilo que queremos observar também não é estático: é dinâmico. Então, se o navio se movimenta, isso tem de ser levado em conta, caso contrário a informação adquirida vai estar errada.”

A determinação da variação do eco no tempo, e quanto tempo esse eco demora para voltar, vai prover mais dados e permitir a determinação de falsos positivos, como a presença de peixes, por exemplo, ou se os dados que chegaram são relativos ao fundo do mar, a uma rocha, ou ao gás vazando. “Temos vários falsos positivos possíveis, que é o que vamos tentar diferenciar através desse efeito temporal, já que não estaremos observando diretamente. É uma informação que nós teremos de interpretar. A interpretação correta é que é a chave, e a parte mais difícil: entender a informação que está vindo lá de baixo.”

Ele reitera que já existem produtos para monitorar o fundo marinho com ultrassom, mas o grupo quer estabelecer um diferencial, tanto na aquisição da informação sonora, no hardware, quanto na análise do material. “Vamos criar o software de interpretação também. É algo em que já temos expertise, e já existem diversos no mercado, mas a nova aplicação da tecnologia exige que o software de pós-processamento tenha suas peculiaridades.”

O RCGI: o Fapesp Shell Research Centre for Gas Innovation (RCGI) é um centro de pesquisa financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pela Shell. Conta com cerca de 200 pesquisadores que atuam em 45 projetos de pesquisa, divididos em quatro programas: Engenharia; Físico/Química; Políticas de Energia e Economia; e Abatimento de CO2. São projetos que visam reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa (GEEs), em especial o CO2.