Desenvolvimento de ferramenta para determinação da área de poça formada na superfície do solo a partir de vazamentos de hidrocarbonetos líquidos em dutos enterrados

Objetivo Geral: 

Desenvolver e avaliar experimentalmente um modelo matemático que permita estimar a área de empoçamento de hidrocarbonetos em solo em caso de rompimento de dutos subterrâneos.

Desafio:
Aumentar a segurança operacional e ambiental de áreas no entorno de linhas de dutos de transporte de hidrocarbonetos, sem aumento dos custos envolvidos. Os modelos atuais para estimação são muito simples e tipicamente falham por serem muito conservadores. Entretanto, há situações em que os modelos atuais subestimam a área de empoçamento e podem colocar em risco o entorno de dutos.

Solução:
Desenvolver um modelo mais realista que considere as propriedades do solo e do fluido vazado para determinar a distribuição da massa de contaminantes entre infiltração no solo, escoamento na superfície do terreno e acumulação em áreas de empoçamento. Esse modelo será avaliado em uma bancada que buscará replicar em escala as características fundamentais de cenários acidentais.

Parceiro:
Petrobras.

Como parte do processo de licenciamento ambiental de linhas de dutos, os órgãos de controle ambiental impõem a realização de estudos de análise de risco, visando reduzir os impactos de eventuais derramamentos sobre o solo e recursos hídricos superficiais e subterrâneos. A distribuição da massa de contaminantes entre infiltração no solo, escoamento na superfície do terreno e acumulação em áreas de empoçamento é função de cenários muito específicos, com forte influência de características do solo, como topografia, tipo, grau de compactação e grau de saturação, e das características do vazamento, como geometria, pressões associadas e viscosidade do material transportado. A partir de simulações numéricas e avaliações experimentais em cenário hipotético acidental predefinido de vazamentos de dutos enterrados em meio heterogêneo, busca-se estudar, no âmbito deste projeto, o fenômeno de percolação de fluidos multifásicos em subsuperfície.

A compreensão desse fenômeno irá embasar o desenvolvimento de um modelo matemático que possibilite estimar o volume do material vazado que efetivamente atinja a superfície do solo, de forma a auxiliar na determinação da área de empoçamento. Com base no modelo postulado, será desenvolvido um aplicativo que permita apresentar de forma visual a evolução dos contaminantes disseminados nas regiões próximas ao vazamento. Como resultado imediato dessa ferramenta espera-se ter uma estimativa realista da área de superfície afetada por um evento de vazamento, o que permite reduzir o grau de conservadorismo tipicamente exigido por instrumentos normativos no caso da ausência de uma boa estimativa. A ferramenta também deverá permitir corrigir alguns cenários em que o método atual se mostra pouco efetivo por subdimensionar a área de empoçamento, colocando em risco as regiões no entorno dos dutos.

Professores envolvidos:
Admir José Giachini – 
REMA/UFSC
Rodolfo César Costa Flesch – DAS/UFSC