Abordagem experimental para inferência da configuração angular longitudinal de enrijecedores à flexão

Na indústria offshore de óleo e gás, as estruturas flexíveis são elementos fundamentais para a interligação de sistemas de produção e instalações submarinas. O acompanhamento dos níveis de flexão suportados por estas estruturas ao longo da sua vida em operação é preponderante para assegurar a integridade da unidade e prevenir falhas. No entanto, não existe qualquer abordagem, metodologia ou técnica normalizada, não intrusiva, que permita o monitoramento espaço-temporal da distribuição de curvatura local, ou perfil de variação angular, ao longo de estruturas flexíveis, especialmente na conexão do topo, local de elevada concentração de tensões.
O presente trabalho propõe uma abordagem alternativa às comumente utilizadas para o monitoramento do perfil de variação angular de um bend-stiffener. Esta faz uso da plataforma de desenvolvimento Arduino e sensores de aceleração e velocidade de giro de baixo custo tipo MEMS para construção de um protótipo de medição de uma quantidade finita de seções ao longo do eixo central de um bend-stiffener. Através desta abordagem, permite-se a inferência do perfil de variação angular do corpo da estrutura.
Foram monitorados ensaios experimentais conduzidos em laboratório considerando-se como amostra um conjunto de bend-stiffener e riser flexível submetidos a carregamentos cíclicos controlados de flexo-tração. Nestes ensaios, foram desconsiderados carregamentos de natureza térmica, hidrostática ou de pressão. Os dados brutos foram aquisitados, armazenados e processados implementando algoritmos de análise de sinais, para uma posterior exportação dos dados da configuração espaço-temporal dos perfis de variação angular do corpo do bend-stiffener para cada ensaio.
Os resultados obtidos descrevem um comportamento semelhante aos perfis de variação angular de bend-stiffeners reportados em trabalhos e estudos recentes disponíveis na literatura. Isto evidencia o potencial dos sensores MEMS como uma alternativa de baixo custo para inferência da configuração do perfil de variação angular de um corpo flexível em tempo real que eventualmente possa ser implementado em estudos e análises de campo.