AS_407_2018

Automazione e Strumentazione Ottobre 2018 OIL&GAS applicazioni 71 del monitoraggio dei cari- chi in aree topside molto congestionate. È difficile prevedere in anticipo do- ve verranno impartiti i carichi più elevati, quindi i sensori spesso non sono nelle posizioni giuste. Pe- trobras ha superato que- ste sfide avvalendosi del software Ansys Fluent per prevedere le forze sul- le strutture del ponte con un livello di risoluzione molto più alto di quello che si può ottenere con i test fisici. Sfide legate alla progettazione della struttura ponte Nei giacimenti pre-salt che si preparano alla produzione, le strutture del ponte di una FPSO devono essere progettate per resistere a 100 anni di onde ad un’altezza massima pari a 12 metri, rispetto ai 9 (o meno) di quelli post-salt. L’adegua- mento potrebbe richiedere l’aggiunta di elementi quali barriere strutturali e rinforzi locali alla stru- mentazione del ponte, che però aggiungono peso alla struttura, aumentan- done il costo e riducendo la capacità di stoccaggio della nave. L’obiettivo è quantificare i carichi nel modo più preciso possibile , sì che le strut- ture possano essere progettate con un margine di sicurezza sufficiente senza tuttavia essere sovra- dimensionate. Il problema con gli esperimenti scale-model è che il modello è così piccolo che è possibile effettuare solo poche misurazioni, e ci si trova a ricorrere a stime per quantificare le forze su altre strutture, stime che devono essere elevate per tenere conto di ogni eventualità. Inoltre, gli esperimenti su modello in scala richiedono circa tre mesi per essere progettati ed eseguiti, oltre ad essere molto costosi. A questo pro- blema vengono talvolta applicati codici idrau- lici monodimensionali, ma poiché non tengono conto della geometria delle strutture, possono anche fornire solo stime del carico rilevante. Simulazione del carico di acqua verde Gli ingegneri di Petrobras hanno recentemente deciso di avvalersi di Ansys CFD per risolvere questo problema, iniziando con una simula- zione di un esperimento model-scale i cui risultati potessero essere facilmente validati . I presupposti del test sono stati accuratamente selezionati in modo da intensificare gli effetti dell’acqua verde. Nell’esperimento fisico, i carichi sono stati misurati in sei posizioni e in elevazione dall’acqua in 38 differenti loca- Per valutare il carico sulle strutture di coperta dei natanti FPSO si ricorre ad esperimenti con modelli fisici in scala, ma questo approccio è limitato dalla complessità del monitoraggio dei carichi (fonte: Petrobras) La simulazione ha fornito una buona corrispondenza con i risultati sperimentali (fonte: Petrobras)