Apresentação Sist Off

7/25/2019 Apresentação Sist Off

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INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROSMETEOROLÓGICOS E

OCEANOGRÁFICOS NO PROJETO,CONSTRUÇÃO E OPERAÇÃO DE

PLATAFORMAS OFFSHORE.

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ÍNDICE

•

INTRODUÇÃO• DETERMINANDO OS PARÂMETROS METEOROLÓGICOS EOCEANOGRÁFICOS RELEVANTES

• PROFUNDIDADE DA LÂMINA D’ÁGUA, MARÉ E TEMPESTADES• VENTOS•

ONDAS• CORRENTES• OUTROS FATORES AMIENTAIS



INTRODUÇÃO

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DERIVATION OF METOCEANDESIGN AND OPERATING

CONDITIONS• É um guia para a utilização dos parâmetros meteorológicos e

oceanográfcos no projeto, construção e operação de todos os tipos deestrutura oshore e seus componentes

•

!"range tanto parâmetros e#tremos ou anormais, $ue possuem per%odode retorno "em superior & 'ida (til de projeto da estrutura, $uantoparâmetros de condiç)es normais , cuja ocorr*ncia +re$uente esperadadurante a mesma

-



DETERMINANDO OS

PARÂMETROS METEOROLÓGICOSE OCEANOGRÁFICOSRELEVANTES

.



SELECIONANDO OS PARÂMETROSAPROPRIADOS

/ projeto de estruturas go'ernado por aç)es am"ientais e#tremas0altura de onda, ou pela conse$u*ncia delas 0momento de e#ão nocasco, le'ando em consideração seu per%odo de retorno, $ue representa oin'erso da pro"a"ilidade de ocorr*ncia de um e'ento num determinadointer'alo de tempo

r*s mtodos serão discutidos a"ai#o, $ue defnem condiç)esam"ientais e#tremas e as aç)es causadas pelas mesmas, resultante dacom"inação dos e+eitos de onda, 'ento e corrente

• !ltura de onda, com um per%odo de retorno espec%fco e per%odo deonda, 'elocidade de 'ento e corrente associados & esse parâmetro

•

!ltura de onda, 'elocidade de 'ento e de corrente com o mesmoper%odo de retorno, determinados atra's de e#trapolação dosparâmetros indi'iduais, considerados independentemente

• 4ma com"inação desses parâmetros , de +orma $ o resultado seja acondição am"iental mais e#trema, ou a conse$u*ncia mais rele'antepara a estrutura em $uestão

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ASE DE DADOS METOCEAN

! 6ase de dados /ceanográfcos e 7eteorológicos, de'e conterin+ormaç)es so"re8

• !ltura, per%odo e direção de onda9

• :elocidade e direção de corrente em di'ersas alturas de coluna d;água9

• :elocidade e direção do 'ento9

• <%'el da água9

• /utros parâmetros rele'antes, como 8 emperatura da água e do ar,salinidade, etc

=



DIRECIONALIDADE

<o entanto, em locais onde tais dados não estejam dispon%'eis, de'e>se assumir $ue os parâmetros se encontram em direç)es coincidentes, ou

com"inados de +orma $ue produzam as condiç)es am"ientais maisad'ersas

?

@m alguns locais, se encontramdispon%'eis dados confá'eis so"redireç)es espec%fcas de 'ento, onda ecorrente, sendo poss%'el posicionar aem"arcação de +orma a reduzir os

e+eitos am"ientais $ue agem so"re amesma



E!TRAPOLAÇÃO PARA CONDIÇ"ESRARAS E ANÁLISE DE FADIGA

Aarâmetros meteorológicos e /ceanográfcos com "ai#a pro"a"ilidadede ocorr*ncia 0per%odo de retorno de 1BB, 1BBB ou 1BBBB anos sãonecessários no planejamento do projeto e operaç)es de estruturasoshore <o entanto, como tais dados são raros, se +az necessário o uso de

e#trapolaç)es "aseadas em dados e#istentes, alm da utilização de mtodos deduti'os! +adiga causada pelo ac(mulo de danos resultantes da ação

repetiti'a das condiç)es am"ientais presentes no meio oshore,pro'eniente principalmente das ondas Como estruturas utuantes estãosujeitas & mo'imentos oscilatórios nos seis graus de li"erdade, di+%cilpre'er a +adiga resultante, sendo necessário se "asear em e#peri*nciasanteriores $ue possuam algum grau de semelhança

D



PARÂMETROS METOCEAN PARAATIVIDADES DE CURTO PRA#O

/ transporte, instalação, manutenção e remoção deuma estrutura, são ati'idades sens%'eis & condiç)esam"ientais, sendo necessário um planejamentodas mesmas, para $ue tudo seja +eito de +orma segura eefciente ! tcnica mais utilizada a utilização da Eanela do empo, $ue

se "aseia na análise do n(mero de ocorr*ncias em umdeterminado per%odo, onde os parâmetrosam"ientais eram "randos o sufciente para permitira realização de uma determinada operação

!lm disso, a análise da pre'isão meteorológica de

antes e durante a operação, em conjunto com ao"tenção dos parâmetros 7etocean em tempo real,são medidas de e#trema importância

1B



PROFUNDIDADE DA LÂMINAD’ÁGUA, MARÉ E TEMPESTADES

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PROFUNDIDADE DA LÂMINAD’ÁGUA

! pro+undidade da lâmina d;água um +ator relati'amenteestacionário, com 'ariaç)esresultantes de mars astronFmicas, 'ento e

pressão atmos+rica @n$uanto essecomponente possui um impacto pe$ueno emáguas pro+undas, ele se torna mais

importante em águas rasas

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MARÉS E TEMPESTADES

! 'ariação da mar resultado da interação gra'itacional e rotacionalentre o Gol, Hua e a erra, sendo assim, de +ácil pre'isão @la composta"asicamente pela mais alta mar astronFmica 0I! e pela mais "ai#amar astronFmica 0H! no local

!s mars podem ser caracterizadas por tr*s padr)es8• 7ars diurnas8 @#i"em uma mar alta e uma "ai#a a cada dia lunar 02-h

.Bm9• 7ars semi>diurnas8 @#i"em duas mars altas e duas "ai#as a cada dia

lunar9• 7ars semi>diurnas mistas8 @#i"em mars altas e "ai#as

su"stancialmente di+erentes durante um dia lunar

!s mars de tempestade são geradas de +orma aleatória e sãoso"repostas &s 'ariaç)es de mar, de +orma $ue o n%'el de água podesuperar a I! ou ser in+erior & H!

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VENTOS

1-



GERAL

1.

! 'elocidade e direção do 'ento 'ariam emespaço e tempo e de'ido a difculdade dedescre'*>lo de +orma detalhada,geralmente o mesmo descrito por meiode estat%sticas, como sua 'elocidade e

direção mdias, sendo re$uerido tanto aaltura onde +oi realizada a medição $uanto,$uanto o tempo de duração

Jeralmente a altura usada pra medição de 1B m acima da linhad;água, sendo alto o sufciente para e'itar pertu"aç)es da corrente de arcausadas pela super+%cie de onda, e o tempo de medição de 1 hr!s 'elocidades de 'ento podem ser classifcadas em dois tipos8•

:elocidade de 'ento cont%nuo, ou• :elocidade de rajada de 'ento 0a ele'ação, duração e per%odo de uma

rajada de 'ento sempre de'em ser reportados



GERAL

Kajadas e#tremas ocorrem de'ido a uma 'ariedade de +enFmenos,como8 temporais, tempestades, doLn"ursts, tornados e outros e'entos decurta duração, podendo ser muito mais +ortes $ue a mdia da 'elocidadenormal, podendo tam"m ocorrer de'ido somente a tur"ul*ncia, com'elocidades $ue nao ultrapassam 1,.# a 'elocidade mdia

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AÇ"ES E EFEITOS DO VENTO

1=

/ 'ento atua na parte da estrutura $uese encontra acima da linha d;água , assimcomo nos e$uipamentos encontrados nocon's, e em"ora nao represente e+eitosmuito importantes para a estrutura de

uma +orma glo"al, em comparação comos e+eitos causados por ondas e corrente,pode apresentar

e+eitos signifcati'os em seus componentes ais estruturas podemapresentar uma resposta dinâmica, principalmente $uando o campode 'ento contm energia & uma +re$u*ncia pró#ima da natural dosmesmos4m caso especial de resposta dinâmica denominada :M: 0:orte#Mnduced :i"rations, presente em componentes relati'amente fnose#postos & 'ento cont%nuo, o $ue pode reduzir considera'elmente a'ida (til dos mesmos, de'ido & +adiga



ONDAS

1?



GERAL!s ondas oceânicas possuem +ormas irregulares e 'ariam em altura,

comprimento e 'elocidade de propagação, a"ordando uma estruturaatra's de m(ltiplas direç)es simultaneamente e podendo ser di'ididasem duas classes8 as pro'enientes do 'ento local e as $ue +oram geradasem outras áreas, se propagando e atingindo longas distâncias,denominadas GLell <a maior parte das áreas geográfcas, as ondas são as

maiores responsá'eis pelo e+eito am"iental em estruturas oshore e suasaç)es dependem de di'ersos +atoresAara estruturas $ue respondem de +orma $uasi>estática, sufciente

utilizar ondas periódicas indi'iduais para análise, e os parâmetros maisimportantes para descre'*>las são8 altura de onda, ele'ação da cristaacima da linha d;água, per%odo e direção !s propriedades cinemáticaspodem então ser estimadas atra's da pro+undidade da lâmina d;água, e adistri"uição das ondas indi'iduais em um determinado estado de marpodem ser estimadas atra's de parâmetros de onda estat%sticos

<o caso de estruturas com resposta dinâmica, se +az necessário autilização de um espectro de onda, $ue será apresentado posteriormente

1D



PROPRIEDADES DE ONDA

2B

•

L$%$&'()*+ * -*&/8 / crescimentode onda restrito pelo comprimentoe largura do +etch, se as ondasti'erem sido geradas por 'ento local

• R*-0'(128 Con+orme as ondas sepropagam para águas rasas, elasso+rem re+ração, podendo resultar emaumento ou diminuição de altura eenergia, assim como mudança emsua direção, dependendo da

confguração "atimtrica

• D$-0'(12 * 0*3*4128 ais processospodem ser importantes $uando asondas 'ão de encontro & o"jetos

como um $ue"ra>mar ou uma ilha



PROPRIEDADES DE ONDA

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•

S/2'5$67 * 89*:0'%*6&2 *26'8 Con+orme as ondas sepropagam para águas rasas, sua'elocidade diminui, seu comprimento reduzido, mas seu per%odo semantm inalterado, aumentando suaaltura como +orma de manterconstante o u#o de energia Como a'elocidade da crista diminui numritmo mais lento $ue a do uido maispró#imo ao +undo, e'entualmente a

mesma ultrapassa o corpo da onda ecausa o $ue"ramento

• E5*;'(12 * 0$+&'8 4ma descriçãoprecisa da distri"uição de ele'aç)es

e#tremas de crista, necessária parao esta"elecimento da m%nima



PERÍODOS DE ONDA INTRÍSECOS,APARENTES E DE ENCONTRO

Aer%odos de onda aparentam ser di+erentes dependendo da 'elocidaderelati'a da propagação da onda em relação ao o"ser'ador, de'ido a um+enFmeno chamado e+eito dopler

Ouando ondas estão so"repostas a uma corrente uni+orme, tr*ssituação podem ocorrer8• 4m o"ser'ador 'iajando na mesma 'elocidade e direção da corrente

estacionário em relação a re+er*ncia intr%seca e, portanto, mede o per%odode onda intr%seco,

• 4m o"ser'ador em uma estrutura f#a estacionário em relação ao+undo do oceano e mede o per%odo de onda aparente,

•

4m o"ser'ador a "ordo de uma em"arcação em mo'imento mede oper%odo de onda de encontro,! cinemática das ondas para o cálculo das aç)es causadas de'e ser

resultado da deri'ação do per%odo de onda intr%seco

•

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ALTURA MÁ!IMA DE UMA ONDAINDIVIDUAL PARA PERÍODOS DE

RETORNO LONGOSGe o sistema ade$uado para análise docomportamento de ondas, +or o

de ondas regulares 0periódicas, a alturamá#ima da mesma com um per%odode retorno espec%fco, , 0por e#emplo, para

um per%odo de retorno de 1BB anos epro"a"ilidade anual de e#ced*ncia de B,B1 o

parâmetro mais importante a ser determinado! altura de onda indi'idual , de'e ser esta"elecida atra's da con'oluçãode distri"uiç)es de longo prazo, com distri"uiç)es de curto prazo no $ue

se re+ere & distri"uição de altura de ondas indi'iduais no oceano

•

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ESPECTRO DE ONDA

!s condiç)es do mar são o produto de processos aleatórios $ue podemser 'istas como a superposição de 'ários pe$uenos componentes de+re$u*ncia indi'idual, cada um sendo uma onda periódica com sua própriaamplitude, +re$u*ncia, direção de propagação, e tendo relaç)es aleatóriasentre si

<o modelo linear de ondas aleatórias, o estado de mar totalmentedescrito pelo espectro de onda direcional da ele'ação de super+%cie daágua, $ue especifca a distri"uição de energia de onda em +re$u*ncias edireç)es

/ +ormato do espectro de ondas 'aria de acordo com as condiç)es das

mesmas, sendo di+erente o das geradas pelo 'ento local e o gerado porsLell / gerado pelos 'entos locais tem seu +ormato dependendo da'elocidade e duração do 'ento e o comprimeno de +etch, en$uanto ogerado por sLell não possui nenhuma relação com tais parâmetros

•

2-



ESPECTRO DE ONDA

Qentro do espectro de 'entos locais, ainda há uma distinção entre ascondiç)es de onda em um mar $ue esteja completamente desen'ol'ido eum $ue ainda esteja em desen'ol'imento <o primeiro caso, o estado demar está em e$uil%"rio 8 a energia pro'eniente do 'ento se encontra"alanceada com a energia dissipada pelas ondas <o segundo caso, ainda

há entrada de energia pro'eniente dos 'entos e, portanto, as ondas aindaestão em crescimento

/s dois espectros mais utilizados são o Aierson>7osNoLitz, para ummar completamente desen'ol'ido, e o E/<GR!A, para um mar $ue aindaesta em desen'ol'imento

<o caso do espectro relacionado ao sLell , ele possui sua própria+ormulação, podendo no entanto, ser utilizada uma apro#imação doespectro E/<GR!A com um +ator de aumento do pico de onda, possuindo"oa precisão

2.



CORRENTES

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GERAL

!s correntes a+etam o projeto,construção e operação de estruturasoshore de di'ersas +ormas Como o'ento, a 'elocidade de corrente 'aria em

relação ao espaço e tempo, porm , em um ritmo

muito mais lento, podendo ser consideradas como umcampo de u#o cont%nuo, onde a 'elocidade uma +unção da pro+undidade

! 'elocidade de corrente total o soma dos 'etores de correntesresiduais e de mar /s componentes da residual incluem correntes

geradas por tempestade e circulação, alm de outras +ormadas por+enFmenos como8 gradiente de densidade, +orça do 'ento e ondasinternas

Correntes residuais geralmente são irregulares e, em 'ários locais, suamaior componente a causada pelo 'ento

2=



TIPOS DE CORRENTEC200*6&*+ * %'0<= Gão regulares e pre'is%'eis e seus má#imos

precedem ou sucedem as maiores e menores mars astronFmicas 0I! eH! Gão mais +racas em águas pro+undas, longe da plata+ormacontinental, e mais +ortes em plata+ormas amplas, em relação & %ngremes

C200*6&*+ * $095'(12= Kelati'amente cont%nuas, caracter%sticasda circulação oceânica glo"al em larga escala, podendo se desprender dacirculação principal e +ormar grandes redemoinhos $ue possuem'elocidades $ue podem ultrapassar a da principal

C200*6&*+ 7*0''+ >20 &*%>*+&'*+= Causadas pela +orça do'ento e pelo gradiente de pressão atmos+rica $ue ocorrem durante amesma Gua 'elocidade possui uma +órmula comple#a $ue depende da+orça da tempestade, caracter%sticas meteorológicas, "atimetria,

confguraç)es da costa, e densidade da água !pós a passagem datempestade, tal corrente pode se manter alterada por um "om tempoMn+ormaç)es so"re as estat%sticas da distri"uição de correntes e de sua'ariação de acordo com pro+undidade são escassas, sendo necessárioprocedimentos de a$uisição de dados so"re o local de interesse, antes de

realizar uma operação, principalmente em lugares como o Jol+o do 7#icoe na !mrica do Gul, onde o e+eitos das correntes ode ser mais

2?



OUTROS FATORES AMIENTAIS

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CRESCIMENTO MARINHO

! espessura e tipo de crescimentomarinho depende do local, idade da

estrutura e o seu regime demanutenção Gua importância de'e ser a'aliadacom respeito a sua inu*ncia em aç)es

hidrodinâmicas $ue serão realizadas durante sua 'ida(til, assim como no acrscimo de massa e

inrcia

3B



TSUNAMIS sunamis são ondas causadas por

dist(r"ios $ue deslocam uma grandemassa de água, com seu maior causadorsendo os terremotos , podendo tam"m serpro'eniente de desmoronamentos, 'ulc)es

su"mersos, e#plos)es nucleares e at mesmo impactode o"jetos como meteoros, asteróides e cometas

Geu comprimento de onda dedezenas de NilFmetros e seu per%odo'aria entre . e 1BB minutos Gua'elocidade de propagação pelo oceano uma

+unção da pro+undidade da lâmina d;água e nos locias

mais pro+undos, pode 'iajar na 'elocidade decentenas de NilFmetros por hora@m águas pro+undas, tsunamis possuem

altura "ai#a e per%odo longo, nãorepresentando muito perigo &

estruturas oshore <o entanto, ao se apro#imar dacosta, imp)em grande perigo e possuem um grande31



D?VIDAS@

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