A segurança energética e a manutenção da produção de petróleo no Brasil, cruciais para a economia e milhares de empregos, dependem diretamente da prevenção de falhas operacionais. Um dos maiores desafios dentro da realidade petrolífera é o combate às incrustações, depósitos minerais que paralisam poços e dutos.
O controle e monitoramento desses inibidores, essenciais para a prevenção, encontram um obstáculo significativo, pois os métodos atuais são caros, demandam equipamentos complexos e equipe altamente especializada, além de serem demorados. Essa limitação operacional impede o monitoramento em tempo real e, consequentemente, a otimização das estratégias de inibição.
Diante dessa perspectiva, pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em colaboração com o Núcleo de Processamento de Alto Desempenho (NPAD), desenvolveram uma técnica inovadora que promete revolucionar o monitoramento de inibidores químicos utilizados para evitar esses entupimentos, oferecendo uma solução mais rápida e de baixo custo.
Sensor mais sensível
Até o momento, a indústria petrolífera dependia de metodologias analíticas lentas e de alto custo, como a ICP-OES, para verificar a concentração dos inibidores, como o ATMP (Ácido Aminotrismetileno Fosfônico). Essa lentidão aumenta o risco de falhas no controle da dosagem, o que pode levar a grandes pausas na produção e prejuízos. A nova tecnologia da UFRN, baseada na Espectroscopia Raman Aumentada por Superfície (SERS), apresenta-se como uma alternativa viável e econômica, permitindo o monitoramento em tempo real das substâncias químicas em campo.
O avanço reside na engenharia do novo sensor. A equipe criou um substrato de vidro modificado com quatro camadas de nanopartículas de prata (AgNPs). Essa arquitetura otimizada proporcionou uma amplificação do sinal Raman em até sete vezes em comparação com estruturas de camada única. Graças a essa extrema sensibilidade, a detecção do inibidor ATMP foi possível em níveis muito baixos, apresentando uma perspectiva plenamente aplicável às operações industriais.
O professor Rafael Fernandes, do Instituto de Química (IQ/UFRN), reforça o impacto prático do avanço: “O método é mais rápido, econômico e menos dependente de infraestrutura que a ICP-OES e a cromatografia iônica”, afirma. Ele complementa que essa precisão é fundamental porque possibilita o monitoramento em tempo real dos inibidores de incrustação, reduzindo custos e prevenindo perdas de produção causadas por entupimentos em poços e tubulações. Além do professor Rafael, o estudo contou com a participação fundamental dos professores Rosangela Balaban e Miguel Ângelo de Souza, ambos do IQ/UFRN.
Supercomputador
Além do trabalho experimental, o NPAD foi fundamental para executar cálculos teóricos avançados, que confirmaram a forte afinidade química do inibidor com a prata, validando a alta amplificação do sinal e a robustez do método. Os resultados, publicados na revista internacional Elsevier, comprovam a viabilidade de utilizar substratos SERS de baixo custo e alta reprodutibilidade como ferramenta de análise em campo.
O próximo passo da pesquisa é transformar o conceito de laboratório em um produto aplicável, desenvolvendo sensores SERS portáteis. O objetivo é permitir que a análise seja realizada no local da operação, eliminando a logística de transporte de amostras, com uso diretamente nos poços de petróleo. A metodologia também será expandida para monitorar outros tipos de inibidores e compostos químicos de interesse industrial, solidificando a contribuição da UFRN e do NPAD para a inovação tecnológica no setor energético.
Fonte: Agecom/UFRN
