O que é forças dinâmicas em içamentos offshore?

O que é forças dinâmicas em içamentos offshore?

Uma das diferenças mais importantes entre as operações offshore e land lift é a intensidade das forças dinâmicas que atuam na carga. O que também acontece no cabo e na grua. Certamente pode chegar a várias vezes mais do que o valor da carga estática.

A força dinâmica ocorre por causa dos movimentos da base do guindaste e da carga antes e durante o içamento. São causados ​​principalmente pelo vento, corrente e principalmente pelas ondas. Um exemplo típico é o caso de um guindaste instalado em um FPSO removendo um contêiner de um navio de abastecimento. A carga que está no convés antes do elevador tem o mesmo movimento do barco de apoio. O guindaste FPSO, por sua vez, tem sua base em movimento devido ao movimento da plataforma. Com diferentes fases e amplitudes de movimento da carga. Quando a carga é içada, existe uma velocidade relativa entre ela e o gancho do guindaste. E, puxando o cabo, você tem uma força de impacto no todo, que é uma força dinâmica. Isso pode atingir valores de 40% a 500% a mais de resistência em relação ao peso estático.

Desse conceito surge um importante parâmetro de projeto, certamente fundamental para a segurança das operações de içamento. É o fator de amplificação dinâmica (FAD). Sendo a divisão da força dinâmica pela força estática. O que indica quantas vezes o primeiro é maior do que o segundo. O FAD é usado para dimensionar eslingas e acessórios e também para verificar a capacidade do guindaste. Exemplificando uma situação de projeto e assumindo um objeto elevado com uma carga estática bruta de 10t e um FAD de 1,30. Ou seja, o peso na situação dinâmica é 30% maior que o peso na situação estática. Uma eslinga para içamento em terra deve ter uma carga máxima de trabalho (CMT) de pelo menos 10t e para içamento offshore o CMT deve ser de pelo menos 13t. É importante não usar os fatores de segurança das eslingas e acessórios para absorver a força dinâmica, mas sim adicioná-la a eles.

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Atenção para o efeito da ressonância

Além dessa amplificação de força, há outro fenômeno muito importante no levantamento offshore que é a ressonância. Uma vez que possui uma amplificação muito acentuada de deslocamento, velocidade, aceleração e força nos dispositivos de carga e levantamento. Ocorre quando os movimentos das embarcações envolvidas na operação têm frequências (ou períodos) próximos às frequências naturais do conjunto carga e guindaste.

Por exemplo, quando temos um elevador offshore com um cabo de guindaste de 41 m de comprimento e ondas com períodos que variam de 12 a 13 segundos (0,08 a 0,07 Hz). Que é uma onda típica do mar agitado na Bacia de Campos. Portanto, para este caso, o período natural do cabo do guindaste é de 12,8 segundos. Assim, coincidindo com o período natural do FPSO para o movimento vertical (afundamento ou levantamento). Como os períodos (ou frequências) dos movimentos são próximos ao período natural do cabo, que pode ser tratado como um simples pêndulo, pode haver ressonância. Devido ao aumento significativo nos movimentos de carga e força do guindaste. O que pode resultar no descontrole total da operação. E, como medida drástica, submerja a carga para interromper os movimentos.

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Normas para içamento offshore

Existem padrões técnicos para içamento offshore, como ISO 19901 parte 6. Ela sugere valores FAD para içamentos onde não ocorre ressonância. Assim, para situações em que haja risco de ressonância ou operações não rotineiras, deve ser realizada uma análise dinâmica do elevador para determinar os movimentos e as forças envolvidas.

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Conclusão

Além das precauções de projeto, a força de trabalho deve ser treinada. Ou seja, com treinamentos específicos para cada atividade. Por exemplo, o operador do guindaste deve compensar os movimentos de oscilação da carga por meio dos movimentos do guindaste. Isso torna a carga mais estável.

Finalmente, os elevadores de terra não estão isentos de fenômenos dinâmicos. Devem ser levados em consideração, principalmente em operações com dois ou mais guindastes, içamento com guindaste móvel, içamento de mais de duas cargas simultâneas, entre outras situações. Tudo isso para estimar os reais esforços envolvidos no levantamento.

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fonte: cursostechcon