Além da logística peculiar, a instalação de linhas de dutos mobiliza equipamentos muito específicos, desde os assentadores de tubos até as curvadoras de tubulações e plataformas anfíbias para a execução da obra em terrenos alagados
Nos próximos quatros anos, cerca de 200 mil km de linhas de dutos deverão ser construídas em todo o mundo para o transporte de gás natural, de petróleo e seus derivados, entre outros produtos. Muitos desses projetos estão previstos na Europa e Ásia, mas o Brasil também concentra alguns empreendimentos do gênero, por conta dos investimentos da Petrobras.
Além dos projetos para escoar a produção da Bacia de Santos (SP) e do pré-sal, a estatal brasileira mantém os investimentos na expansão de suas redes de gasodutos e oleodutos e acena com a implantação de alcooldutos para as exportações de etanol. Tudo isso sem contar o mineroduto de 525 km – o maior do mundo – previsto pela Anglo Ferrous para o transporte de minério de ferro de Minas Gerais até o porto de Ponta do Açu, no Rio de Janeiro.
Esse volume de projetos impulsiona a demanda por equipamentos para obras de dutos. Os mais utilizados são os assentadores de tubos, também conhecidos como pipelayers ou side booms, mas esse tipo de obra também exige a mobilização de muitas carretas para o transporte das tubulações até as frentes de montagem, de máquinas de solda, curvadoras e outros equipamentos especiais.
Apesar das construtoras brasileiras adotarem a prática de adaptar os side booms a partir de tratores usados, a demanda por produtividade na obra impulsiona o mercado de equipamentos originais. São os assentadores de tubos que já saem de fábrica com lança, contrapeso, material rodante e outros componentes dimensionados para enfrentar as adversidades desse tipo de serviço.
Novo pipelayer
Atenta a essa necessidade, a Volvo Construction Equipment (VCE) acaba de apresentar sua linha de assentadores de tubos aos mercados do Brasil e América Latina. Lançados durante a M&T Expo 2009, eles se diferenciam dos pipelayers convencionais por serem montados sobre chassi de escavadeira hidráulica em vez de tratores de esteiras. "Como operam com giro de 360º, eles são mais produtivos na movimentação dos tubos, tanto nos serviços de pátio como no enfileiramento dos dutos ao lado das valas e no lançamento da coluna soldada", diz João Zarpelão, gerente de engenharia de vendas da VCE.
Como exemplo, ele explica que, diferentemente dos modelos com lança lateral e chassi de trator, o pipelayer sobre escavadeira consegue descarregar os tubos das carretas e posicioná-los no local de soldagem e assentamento – o chamado desfile dos tubos – sem a necessidade de m
Como exemplo, ele explica que, diferentemente dos modelos com lança lateral e chassi de trator, o pipelayer sobre escavadeira consegue descarregar os tubos das carretas e posicioná-los no local de soldagem e assentamento – o chamado desfile dos tubos – sem a necessidade de manobras. Toda a operação é realizada apenas com o giro da máquina. Os assentadores foram lançados pela VCE em modelos de 80 t e 110 t de capacidade de carga, além de outro de 150 t em fase final de desenvolvimento.
Outra vantagem apontada por Zarpelão é a possibilidade de operar com o equipamento sobre embarcações para o assentamento de dutos em locais alagados, algo comum em projetos que exigem o lançamento da linha em leito de rios ou em terrenos alagados. "Em geral, essa aplicação é pouco usual em obras desse tipo, mas o equipamento se revela uma boa alternativa quando ela se torna necessária".
Em chassi de escavadeira ou de trator?
Trabalhar em situações adversas, aliás, é uma característica comum a qualquer equipamento usado no assentamento de dutos, conforme explica Dennis Ventura, gerente de construção pesada da Caterpillar. Por esse motivo, a empresa aposta nos seus tradicionais pipelayers montados sobre chassi reforçado de trator de esteiras. "Há de se ressaltar que a capacidade do trator de esteiras de vencer terrenos acidentados e até mesmo de operar em solos encharcados sempre será maior que a de uma escavadeira", diz ele.
Segundo Ventura, enquanto as escavadeiras equipadas com lança para movimentação de dutos operam com sapatas de 700 mm de largura, os modelos da Caterpillar têm sapatas de 860 mm. "Com isso, o equipamento transfere menos pressão para o solo e apresenta maior estabilidade durante a operação." Ele afirma que os pipelayers da marca também possuem truck mais longo e largo que o de um trator convencional, o que proporciona elevada estabilidade em terrenos com baixa capacidade de suporte ou com topografia acidentada.
De acordo com Zarpelão, o pipelayer da Volvo também apresenta chassi mais largo e centro de gravidade rebaixado em relação às escavadeiras convencionais. "A plataforma de içamento foi aprimorada com a instalação da lança na estrutura superior do equipamento, internamente à esteira. Essa disposição proporciona uma capacidade de içamento maior, bem como melhor estabilidade e maior capacidade de operação em superfícies inclinadas", completa Rodrigo Santos, responsável pela área de pipelayers na VCE.
Na obra do Gasoduto Caraguatatuba-Taubaté (Gastau), os pipelayers sobre escavadeira estão sendo usados apenas nos serviços de pátio e não na montagem da linha no campo. Mesmo assim, João Paulo Auad, gerente de produção do consórcio construtor do Gastau, avalia que tanto esse equipamento quanto os com lança lateral apresentam alta produtividade no desfile dos dutos, desde que as adaptações sejam dimensionadas para suportar a nova atividade. "Nesse tipo de serviço, as máquinas não precisam de velocidade nas movimentações e sim de capacidade de içamento", ele afirma.
Massaxi Pujiana, engenheiro de aplicação da VCE, concorda com Auad quando o assunto é o assentamento das colunas de dutos. Mas o especialista ressalta que nas demais operações, como o desfile dos tubos na frente de montagem, a sua movimentação no pátio e o apoio ao serviço de curvamento, o pipelayer com giro de 360º pode se tornar mais produtivo.
Além disso, o equipamento conta com dispositivos hidráulicos para a sua autodesmontagem. Dessa forma, sem a intervenção humana, ele desmonta suas esteiras, lança, contrapeso e aciona as patolas para sua sustentação. Em seguida, basta a carreta se posicionar embaixo da máquina, desativar as patolas e transportar a carga para onde for necessária.
A produtividade nas obras de dutos, entretanto, não depende somente do desempenho dos assentadores de tubos. De nada valerá a tecnologia dos pipelayers sem o correto dimensionamento das demais máquinas especiais mobilizadas durante a execução do projeto, tanto no transporte dos tubos quanto no seu curvamento, na soldagem das unidades e até mesmo da abertura das valas.
Projetos desse tipo costumam mobilizar grandes frotas de carretas para o transporte dos tubos até a frente de montagem. Na instalação de linhas mais extensas ou cuja obra demanda maior produtividade, os tubos podem sair do pátio soldados em duas unidades contíguas – o denominado sistema double joint – o que exige o emprego de pranchas especiais de 24 m de extensão, já que cada unidade de tubo tem 12 m de comprimento. Esse foi o caso da construção do Gasoduto Bolívia-Brasil (Gasbol).
Outra demanda usual é o curvamento dos tubos para que a montagem siga o correto traçado da linha. O serviço emprega um equipamento apropriado, no qual os dutos passam pelo seu interior e saem com a curva estabelecida em projeto. O trabalho costuma ser realizado no pátio, mas também pode ser executado no local de desfile dos tubos, caso em que a máquina curvadora precisa ser dotada de sistema de autopropulsão e de esteiras, para vencer terrenos de difícil acesso. Na instalação do Gastau, por exemplo, optou-se pelo curvamento no pátio. "O diferencial foi que utilizamos um equipamento que faz o curvamento a frio", ressalta João Paulo Auad.
Curvamento a frio
Ele se refere às curvadoras hidráulicas da norte-americana CRC-Evans, que dispensam o aquecimento e realizam a curva por meio de força aplicada em pontos específicos do tubo. "Nossos modelos estão disponíveis em várias configurações, mas três são mais usuais: os com capacidade para curvar dutos de 6" a 20" de diâmetro, os que operam na faixa de 22" a 36" e os indicados para tubos de 48" a 60"", diz Jaqueline Costa Martins, gerente de engenharia de aplicação da Asel-Tech, representante da CRC-Evans no Brasil.
A produtividade das máquinas, ou seja, a sua capacidade horária de curvamento, está diretamente relacionada ao diâmetro da tubulação e à espessura de sua parede. Como exemplo, Jaqueline afirma que um duto de 12 m de comprimento e 30" de diâmetro, com paredes de até 1,05 mm de espessura, consome entre 6 e 7 minutos para o completo curvamento. "Isso considerando que o equipamento seja operado por um profissional treinado e produtivo", ela completa. Durante a operação, um pipelayer iça o tubo até a entrada da máquina e esta realiza automaticamente o serviço, entregando do outro lado a tubulação com curva especificada em projeto.
Plataforma anfíbia
Quando a instalação da linha precisa vencer leitos de rios ou terrenos alagados – situação que marcou a obra do Gasoduto Urucu-Manaus – os dutos recebem revestimento de concreto para a sua fixação e o lançamento das colunas soldadas costuma ser realizado por meio de pipelayers operados sobre balsas. Essa logística complexa, entretanto, adotada por muitas construtoras brasileiras, pode ser simplificada com o uso de um equipamento anfíbio, denominado de pontoon.
Essa é a proposta da norte-americana Marsh Buggies, que oferece a tecnologia como uma solução para a escavação de valas e a instalação de linhas de dutos, de redes de energia e fibra óptica em rios, lagos e terrenos encharcados. Na verdade, trata-se de um chassi autopropelido, semelhante ao de um trator, porém dotado de esteiras com capacidade para flutuar nas operações em áreas alagadas.
Sobre o pontoon, a empresa adapta qualquer equipamento de escavação e carregamento, desde uma retroescavadeira e máquinas a partir de 6,8 t de peso operacional, até escavadeiras maiores, de 35 t. Os equipamentos instalados são de linha, fornecidos pelos fabricantes, e a Marsh Buggies também monta outros acessórios no veículo anfíbio, como braços para elevação de carga e trado para a perfuração do terreno e instalação da linha.
Em terra firme, o veículo anfíbio se desloca pelo mesmo princípio dos tratores de esteira, com a movimentação independente das esteiras em cada lado do carro, cujo controle se dá por meio de alavancas. Ele exerce uma pressão sobre o solo de apenas 7,3 kg/m2 e se desloca a uma velocidade de até 8 km/h, em terra firme, ou de 3,2 km/h, na água.