Oil & Gas

Vivemos a era do petróleo. Na sociedade moderna dificilmente encontramos um ambiente, um produto ou um bem que não contenha compostos derivados do petróleo ou que não seja produzido directa ou indirectamente a partir do petróleo.

De origem natural, não renovável e de ocorrência limitada, o petróleo movimenta bilhões de dólares diariamente em uma actividade industrial gigantesca, empregando milhares de trabalhadores, técnicos e cientistas. Estes movimentos pressupõem elevados graus de conhecimentos e análises matemáticas o que vem acabar por associar o produto gerador de grandes riquezas mundiais a operações matemáticas de quantificação de dinheiro, previsão e quantificação de catástrofes e analises sobre a descida e subida do crude, pois estas obedecem a uma criteriosa aplicação de fórmulas, não de simplicidade matemática, mas de uma profundidade retórica, que só mesmo os operadores desta matéria conseguem perceber e aplicar.

Existem dois grandes problemas em ciência de petróleo que utilizam técnicas matemáticas avançadas: 1ºEncontrar o petróleo e , 2ºRetirá-lo de maneira eficiente. Estes problemas representam um desafio científico e tecnológico adicional, pois grandes partes das reservas petrolíferas encontram-se sob águas marítimas profundas.

Para se encontrar o petróleo, usa-se normalmente um método tradicional denominado “método sísmico”, onde ondas de som são enviadas para o subsolo, e, pelas características das ondas reflectidas, determina-se a natureza e a localização de estruturas geológicas favoráveis à presença de petróleo. Em termos mundiais, esta é provavelmente a aplicação de computação de alto desempenho civil que mais tempo de computador consome. Levando em conta que tais ondas sonoras são captadas na superfície do mar, o problema tornase ainda mais difícil, por isto, melhorias de métodos matemáticos de algoritmos e da sua implementação em computadores com arquitectura de alto desempenho são absolutamente cruciais.

Retirar o petróleo de forma eficiente tem extrema importância, pois o petróleo, salvo excepções, não jorra. É preciso que seja deslocado através da injecção de água ou de outros fluidos, ou por métodos mais sofisticados. O método mais barato e comummente utilizado no mundo consiste em injectar água em alguns poços, deslocando o petróleo e produzindo-o noutros poços. Este método, por várias razões, pode deixar no lugar até 80% do petróleo existente, por este facto diz-se que existe uma grande relação entre o petróleo e a matemática e que por causa do desenvolvimento e aplicabilidade de técnicas matemáticas e que a indústria petrolífera pode ter êxitos. Por exemplo, reservatórios com petróleo altamente viscoso, reservatórios de gás condensado e novas técnicas de transporte tornam estas jazidas de alto valor comercial. Entretanto, a exploração e o transporte destes hidrocarbonetos representam desafios para o qual técnicas matemáticas podem ajudar em muito.

Outro grande exemplo relativamente a relação Petróleo-Matemática tem a ver com questões ligadas ao meio ambiente que nos dias de hoje constitui também uma das principais preocupações do sector industrial e da sociedade em geral. No caso da indústria petrolífera, pelo fato de ser de alto risco para o meio ambiente. Uma das maiores catástrofes ambientais que podem acontecer são os grandes derrames de petróleo, fundamentalmente quando estes acontecem em regiões costeiras. Como exemplos lamentáveis podemos citar os derrames do Argo Merchant (17.000m3) e Amoco Cadiz (622.000 m3) acontecidos no Mar do Norte, Exxon Valdez no Alasca (40.000m3) ou o derrame acontecido recentemente na Baía de Guanabara (1.000 m3). Mesmo sendo este último de menor magnitude. Os impactos que estes tipos de acidente podem causar são dos mais diversos e abrangem desde danos económicos até mesmo a morte da espécie humana, por este facto a área da matemática e no caso particular, a simulação numérica, procura contribuir através da quantificação dos processos fluido-dinâmicos e físico-químicos que acontecem quando o petróleo atinge os corpos d’água. Um dos principais objectivos neste âmbito é a avaliação da trajectória seguida pelos derrames de petróleo, o que é de extrema importância em tarefas de combate a poluição e recuperação do petróleo derramado. O conhecimento da trajectória é também fundamental para a estimação de riscos potenciais, isto é, a determinação das áreas que poderiam ser atingidas no caso de acontecer um derrame. Portanto, o conhecimento da trajectória seguida por um eventual derrame acompanhado pelas operações matemáticas, é de tamanha importância que acabam mesmo por justificar a grande relação e a impossível dissociação do Petróleo da Matemática.