Petrobras busca socios con vocación para la innovación tecnológica, a fin de afrontar los nuevos desafíos que plantea la expansión de sus actividades en Brasil

Fiebre tecnológica

Minirrobots para ejecutar servicios de pintura altamente especializados, vehículos aéreos no tripulados (VANT) para control y monitoreo; cubiertas inflables en las obras; sistemas hidráulicos y neumáticos de hincado de pilotes, son solo algunas de las innovaciones que han surgido en las obras de Petrobras. Con un programa de inversión que asciende a unos 224 000 millones de dólares, la compañía está apurada y tiene un demanda casi tsunámica de aumentar la velocidad y la rapidez, y recortar los costos y los plazos. Los departamentos de desarrollo aportan las respuestas, compartidas de cerca con las experiencias en las obras.

A pesar de los aportes innovadores, hay cierta frustración con las empresas de construcción y montaje. Según la opinión de Sergio Donizete, gerente sectorial de desarrollo tecnológico de construcción y montaje, en el campo de las actividades inherentes a la exploración y explotación de petróleo, Brasil está bien dotado de tecnología, herramientas y proveedores nacionales e internacionales. Sin embargo, específicamente en lo concerniente a la construcción y el montaje relativo a las actividades de implementación incluidas en la cartera de Petrobras, considera que las empresas brasileñas necesitan evolucionar tecnológicamente a gran velocidad para poder mantener el ritmo determinado por la industria petrolera, lo que no incluye solo a las empresas, sino a todo un sector en plena expansión en Brasil.

«Brasil estuvo estancado durante muchos años y ahora sentimos las consecuencias. Es lo que sucede en el sector de astilleros, por ejemplo, que muestra dificultades para ganar impulso. Las empresas de construcción y montaje, de las más pequeñas a las de gran envergadura, deben evolucionar en el sentido de buscar desarrollos tecnológicos con especial atención a la velocidad de ejecución, de modo de recortar plazos y costos», subraya.

«Es una exigencia actual de la sociedad brasileña. La gente es más consciente, cuestiona y exige más, en función de los ejemplos internacionales, como el puente sobre el mar, construido en China. En Japón, unas semanas después del tsunami que arrasó toda una región del país, las carreteras estaban en uso. Ante esto, la gente se pregunta: si ellos logran hacerlo, ¿por qué nosotros no podemos?», advierte Simon Ricardo Sanandres, gerente del departamento de Ingeniería de Desarrollo Tecnológico. La respuesta, dice, es el uso de tecnologías modernas.

Donizete y Sanandres simbolizan las acciones de un grupo de mosqueteros de Petrobras, que trabajan en investigación y desarrollo, cuyo objetivo es, en pocas palabras, cuestionar, instigar, apoyar y estimular a las empresas que orbitan los obradores respecto a mejores técnicas, sistemas o tecnologías que se pueden usar para cumplir con los objetivos fijados por la empresa, para lo cual el tiempo es clave. La consigna es no descartar ninguna idea, de las más simples a las más complejas, que puedan ayudar a mejorar el rendimiento de los procesos e incrementar la competitividad.

El aumento del rendimiento no siempre está relacionado con la reducción de los costos, dice Donizete. «A menudo, la necesidad de garantizar la velocidad y el rendimiento aportados por la innovación puede justificar un costo puntual más alto. Lo importante es la capacidad de atreverse e innovar de las empresas, que necesitan estar abiertas a las nuevas perspectivas y oportunidades que ofrece la demanda de Petrobras, que es una demanda del mercado y la sociedad. Deben confiar en Petrobras, pero también necesitan invertir en este proceso. La innovación implica también una pizca de arrojo», dice.

«Nuestro objetivo es desarrollar las tecnologías que el mercado debería ofrecer, pero que todavía no domina. Así que tenemos que estimular este proceso. Tratamos de prestar apoyo a este desarrollo y, como resultado, fomentar el mercado interno de proveedores, siempre con el objetivo de aumentar la velocidad y reducir el costo. Esto siempre ha sido un compromiso de Petrobras, lo lleva en su ADN desde el principio. Pero, en virtud del gran crecimiento del mercado, el entorno es más propicio para este intercambio con el mercado. Estamos en constante prospección de nuevos proveedores. Es un momento muy positivo para los que buscan nuevas oportunidades de negocio. La escala de la producción, la diversificación de las actividades, la agregación de valor a los productos y el conocimiento tecnológico, son la base del incremento de la competitividad», señala Simon Ricardo Sanandres.

Contrarreloj
El área de investigación de Petrobras, de la que forman parte Donizete y Sanandres, cuenta con algunos buenos ejemplos de este choque de realidad en las obras. Algunas de las tecnologías que se están empleando en los obradores todavía tienen un toque de creatividad. Entre ellas se encuentra el uso de un dirigible no tripulado, al estilo del Zeppelín, de 20 metros de largo y siete de alto, para monitorear los gasoductos Gasan 2 (Mauá-São Bernardo do Campo) y Gaspau (Río de Janeiro-São Paulo), que cruza el cielo de las ciudades de Guararema, Ribeirão Pires y Mauá. Esta aplicación consumió más de un año de estudios en colaboración con Space Airships y necesitó una licencia especial de la Agencia Nacional de Aviación. Sin embargo, ha mostrado un excelente rendimiento y permite hacer el monitoreo fotográfico y fílmico en tiempo real.

«Esta inversión se traduce directamente en una mayor seguridad, no solo de la operación, sino también de los resultados obtenidos. La velocidad a que se genera la información en una amplia franja de monitoreo permite la toma rápida de decisiones, algo fundamental en este caso. Son zonas de difícil acceso, con puntos críticos de control. El dirigible ya existía, pero se usaba en publicidad. Con frecuencia, nuestro trabajo consiste en reciclar y combinar sistemas de forma que satisfagan nuestras necesidades», explica Sanandres, que añade que se está estudiando el acoplamiento de otros sistemas al dirigible, tales como la lectura fotográfica por rayos láser del terreno y sistemas de análisis topográfico. Algo que podría ser muy útil en operaciones mineras o, por ejemplo, en la obra del tren de alta velocidad.

El Zeppelín fue creado por los alemanes, se usó en el transporte de pasajeros en la década de 1930, y ha sido usado en el sistema de seguridad de Río de Janeiro, para la vigilancia de las colinas. Sin embargo, lo que distingue al dirigible de Petrobras es el sistema de mando a distancia orientado por GPS, que elimina la necesidad de un piloto. La nave alcanza una altura de 100 metros sobre el suelo y una velocidad de 80 kilómetros por hora, lo que garantiza una mayor seguridad en la operación.

Otra de las novedades de las obras de Petrobras es la cubierta inflable para proteger los obradores contra el mal tiempo. El sistema ya se ha empleado con éxito en dos obras de la compañía: un gasoducto y una terminal de compresión, y ahora se usará en la construcción de refinerías. La idea inicial era usar el sistema en ciertos puntos críticos de la obra, en vista de que las obras de las refinerías Abreu e Lima (Pernambuco) y Comperj (Río de Janeiro) ya sufrieron interrupciones durante la estación lluviosa.

Sin embargo, en virtud de las dificultades en el tendido de la tubería en la obra de Gastau, en la sierra entre São Paulo y Río de Janeiro, con grandes fluctuaciones de temperatura y precipitaciones, se hizo un estudio de viabilidad de la cubierta inflable a lo largo de la construcción del gasoducto, en una forma totalmente nueva.

La cubierta, sustentada por ventiladores de alta potencia, no tiene ninguna estructura rígida y se prende al suelo por medio de cables flexibles de acero. Se instaló a lo largo de 3,5 km. El resultado fue que el tendido de la tubería se realizó dentro del plazo estipulado. «Más tarde, el sistema se usó en la construcción de la estación de compresión de Guararema, para cubrir unos 16 mil m2 a una altura de 30 metros. La idea tuvo tanto éxito que vamos a usar casi 20 000 m2 en la obra de una refinería. Estamos buscando la participación de otros fabricantes en el mercado para superar ciertos límites, por ejemplo, la resistencia al viento, los accesos, la altura. Pero, desde luego, tenemos que elogiar a este proveedor pionero. Tuvo el arrojo y el coraje para responder a nuestra necesidad.»

El trabajo de investigación y desarrollo se lleva a cabo en los más diferentes campos del conocimiento, siempre que se traduzca en ganancias. Una de las áreas más sensibles en el campo de actividades de Petrobras es la soldadura de tubos, que representa alrededor del 40 % de la plantilla de una refinería. «Si pudiéramos reducir en un 10 % la cantidad de soldaduras necesarias en la refinería, teniendo en cuenta el problema de la falta de mano de obra calificada, lograríamos un ahorro considerable», dice Sergio Donizete Una de las soluciones que están en pruebas es el acoplamiento de componentes sin necesidad de rosca ni soldadura, usando racores a presión. Esta tecnología ya se emplea en ciertas aplicaciones industriales y el objetivo es adaptarla a las necesidades de la industria petrolera, explica Donizete. Además de buscar alternativas automáticas y semiautomáticas a la tecnología tradicional de electrodos, Petrobras está adoptando otras innovaciones, tales con la «máscara de oscurecimiento rápido y automático», una máscara de soldar que el soldador no necesita levantar para ver el lugar exacto de la soldadura, al contrario de lo que sucede con las máscaras tradicionales. Esta máscara permite aumentar la productividad del proceso de soldadura en hasta un 30 %.

«Nuestro objetivo es animar a las empresas nacionales a mejorar las tecnologías que ya existen en el mercado, tales como procesos automáticos, mecánicos y por inducción, especialmente para operaciones en áreas de difícil acceso, sobre todo en tuberías de pequeño diámetro y curvatura cerrada», dice Sergio Donizete. En este sentido, el trabajo también incluye el uso de equipos robot en la ejecución de servicios de alta complejidad, tales como la limpieza de tuberías, la pintura y el revestimiento de áreas críticas.

Con respecto a desafíos técnicos, la compañía incluye la nacionalización de las tecnologías ya disponibles en el extranjero, pero que carecen de proveedores nacionales. A modo de ejemplo se puede mencionar que, en el ámbito de la maquinaria, se está usando en gran escala el hincado de pilotes con sistema hidráulico neumático acoplado, que proporciona una mayor seguridad y mejores condiciones de operación, de modo que incrementa la productividad. También mencionan otros sistemas de construcción o maquinaria ampliamente conocidos, pero con escasez de provisión, tales como el uso de contenedores en los obradores, la losacero, las plataformas neumáticas para el descabezado de pilotes, el pilotaje con barrena hueca larga para ejecutar los cimientos.

Intercambio tecnológico
El desafío es a menudo adaptar las soluciones. En el tendido del gasoducto Gastau, por ejemplo, al construir un tramo de túnel para el paso de la tubería, se usó una tuneladora de 130 m de largo, 6,20 m de diámetro y alrededor de 750 toneladas de peso, similar a la que se usa en la excavación de túneles al construir metros o autopistas. La máquina fue responsable de la instalación automática del revestimiento con anillos prefabricados de hormigón, de modo que se aumentó el rendimiento, en virtud del terreno y el plazo, y se superaron las dificultades impuestas por el relieve del terreno y se aceleró toda la operación.

Otro aspecto que tiene gran interés para la empresa es la mejora de las herramientas hidráulicas y neumáticas, tales como los vibradores de hormigón usados en las operaciones de colada. Los atornilladores, amoladoras y lijadoras equipados con baterías de litio funcionan durante más tiempo y proporcionan una mayor comodidad en la operación en comparación con las herramientas eléctricas. «Es una cuestión de tiempo hasta que el mercado, formado por las empresas constructoras y los proveedores de máquinas, se dé cuenta de las inmensas ventajas de estas tecnologías y la importancia de que haya proveedores en el país. Lo que a veces se considera una inversión elevada, en virtud de la productividad que se obtiene, por lo general se amortiza en pocos meses», dice Sergio Donizete.

La investigación de avanzada busca un proceso de demolición con un grado tan alto de control y monitoreo de las cargas, que permitirá voladuras de precisión en espacios muy limitados, a fin de reducir el impacto en el entorno. «Estamos haciendo pruebas, con modelización de las cargas y cálculo de la energía liberada. La idea es reducir al mínimo los impactos de la demolición, especialmente en las zonas más urbanizadas y ocupadas. Esta es una tendencia a la que nos estamos anticipando, debido a la escasez cada vez mayor de grandes extensiones de tierra disponibles para la instalación de las redes, mientras crece la demanda de abastecimiento de gas en los centros urbanos.»

Los efectos de los yacimientos presal
En función del descubrimiento de los yacimientos en las capas presal, se abre una amplia gama de desarrollo y expansión para las industrias y las empresas de ingeniería del Brasil, no solo en el mercado interno sino también en otros mercados internacionales abiertos por Petrobras. Todo el mundo sabe que el sector petrolero demanda mucha tecnología y se encuentra en un ciclo de creciente expansión en Brasil, que abarca una amplia gama de actividades directamente relacionadas con el sector de la construcción, a la par de la actividad intrínseca de la explotación petrolera. Sin embargo, la ingeniería brasileña, que comprende en su conjunto a las empresas de construcción y montaje, todavía no ha advertido las oportunidades abiertas por Petrobras, como consecuencia del descubrimiento de los yacimientos en la capa presal. Cabe mencionar que el programa de inversiones de la empresa asciende a cifras que eran impensables para una empresa brasileña hasta ahora: el Plan de Negocios 2010-2014 prevé inversiones por 224 000 millones de dólares, cifra que representa un promedio anual de 44 800 millones de dólares.

Del monto total, un 95 %, es decir unos 212 300 millones de dólares, se invertirán en Brasil y un 5 %, o 11 700 millones de dólares, en el extranjero. Estas cifras representan una aplicación significativa de la inversión en el mercado proveedor interno, con una tasa total de contenido local que se eleva al 67 %, lo que significa la celebración anual de contratos con empresas radicadas en el país por aproximadamente 28 400 millones de dólares. Este monto representa un incremento del 20 % con respecto al plan anterior; de la diferencia, 31 600 millones de dólares corresponden a nuevos proyectos, de los cuales un 62 % (19 700 millones de dólares) se destina a la exploración y explotación.

Una lectura superficial de estas cifras realmente perturba la mente de cualquiera. Pero es posible observarlas de una forma más comprensible e interesante para las empresas de construcción: en los últimos 10 años, la inversión de Petrobras en investigación y desarrollo —sector que implica el desarrollo de nuevos materiales, sistemas y tecnologías— se quintuplicó.

En el 2010, se aplicaron 900 millones de dólares, en lo que fue considerado una de las cinco mayores inversiones en investigación y desarrollo de la industria petrolera mundial. De esta inversión, el 55 % se destinó a la exploración y explotación. El área de actividades descendentes recibió un 25 %, mientras que la inversión en el ámbito de la sostenibilidad (mitigación del impacto ambiental) fue del 10 %. El 10 % restante se distribuyó por igual entre las áreas de gas y energía y biocombustibles. Esta inversión en investigación es coordinada por el Centro de Investigación de Petrobras (Cenpes), que adquirió notoriedad por la reciente ampliación de sus edificios basada en los principios de sostenibilidad. El proyecto de arquitectura, trazado por el arquitecto Siegbert Zanettini, abarca toda la concentración de esfuerzos de la empresa en la investigación, que implica un amplio intercambio de tecnología, formación y calificación de los investigadores, siempre con el foco puesto en los negocios. Y hoy es, de acuerdo con Petrobras, el cerebro y núcleo generador del nivel de competitividad que ha logrado la empresa.

Además de cumplir con las reglamentaciones de la Agencia Nacional de Petróleo, la inversión en innovación y tecnología revela una faceta de Petrobras que hasta ahora había pasado inadvertida por el mercado de la construcción: desarrolla el papel de promover y absorber nuevas tecnologías, como base de la pirámide de su crecimiento, que se puede dividir en tres temas centrales: la continua expansión de los campos en que ejerce sus actividades, el agregado de valor a los productos y la diversificación de la producción, y la adopción de los principios de sostenibilidad en todos los ramos de sus actividades.

Cenpes conduce, en coordinación con las distintas áreas de negocio de la empresa, las actividades del Sistema Tecnológico Petrobras, un núcleo generador que sigue las tendencias tecnológicas mundiales y define las estrategias tecnológicas y las principales líneas de investigación que formarán parte de la cartera de Petrobras. El trabajo se distribuye en programas tecnológicos y proyectos de investigación, que generan soluciones en colaboración con proveedores o instituciones de investigación brasileños y extranjeros. Cenpes desempeña el papel de gran generador y acumulador de conocimientos de Petrobras, y es la gran ventaja competitiva en que se basa el proceso de expansión de la empresa.

La constante racionalización de proyectos y procesos. La normalización según medidas internacionales. Y la búsqueda de la consolidación del polo de proveedores de bienes y servicios brasileños. Estos tres pilares constituyen, según el cuaderno de proyectos del Plan de Negocios de Petrobras, los desafíos que se plantean a la ingeniería brasileña, especialmente después del descubrimiento de los yacimientos de la capa presal. Es un mensaje directo a los proveedores nacionales y, sin embargo, puede haber pasado inadvertido por las empresas de ingeniería, construcción y montaje.

Este trabajo, no obstante, desagua en las rutinas de los frentes de trabajo, que también tienen la capacidad para introducir innovaciones basadas en el conocimiento y la experiencia de los que trabajan en la primera línea de las obras, los ingenieros. En otras palabras, cada vez que se conecta el conocimiento de los laboratorios con la experiencia de los profesionales en campo, surgen las soluciones que tanto necesita Petrobras.  Por lo tanto, el mensaje principal de Petrobras al mercado de la ingeniería podría traducirse en arrojo para innovar y asociación con Petrobras para crecer. La patada inicial ya se ha dado.

El «ET» de Guararema
Frente a un cronograma que no daba margen para retrasos, Petrobras y Odebrecht buscaron una solución alternativa para que la Estación de Compresión de la Terminal Guararema (ECOMP), sita en la ciudad de Guararema, en el interior del estado de São Paulo, pudiera construirse sin las usuales interrupciones en la época de lluvias. La obra contó con una cubierta inflable de material plástico que permitió la ejecución de obras sin interrupciones, a pesar de las condiciones meteorológicas adversas en la región, tales como cambios bruscos de temperatura entre el día y la noche. El resultado fue el riguroso cumplimiento del cronograma.

La ECOMP-Guararema se destina a la compresión de gas natural de los gasoductos Gaspal (tramo Guararema-Lorena) y Gasbol (tramo Replan-Guararema) para el gasoducto Gaspal II (tramo Guararema-RPBC), y es parte del Plan Rector de Gasoductos (PDD) de Petrobras para el estado de São Paulo.  La estación de compresión está compuesta por un conjunto considerable de máquinas e instalaciones dispuestas en una superficie de aproximadamente 10 000 m2, y un edificio de control. Por lo tanto, la cubierta, de 16 000 m2 y unos 30 m de altura, fue diseñada en forma trapezoidal, que a muchos les hacía pensar en una nave espacial.

Según la opinión de Haylton Considera, gerente de producción, y Edmundo Cortes, de la empresa Odebrecht, responsable de la obra, la idea fue sugerida por el equipo de Petrobras, que ya había usado la tecnología para afrontar los desafíos del tendido del gasoducto Caraguatatuba - Taubaté (Gastau), en el estado de São Paulo, a través del sector de Implementación de Emprendimientos, del sudeste (Iese), y de la Ingeniería de Conductos (Edut).

«Sobre esa base, hicimos varias pruebas, estudiamos las posibilidades del sistema y analizamos su viabilidad», dice Considera. La innovación sufrió algunos tropiezos. Se solicitó un proyecto en un formato que tuviera en cuenta la logística de entrada y salida de las máquinas y los materiales. Pero, al principio de los trabajos, un ventarrón logró romper la estructura, que «debió rehacerse, pero no comprometió el cronograma. Lo importante es que a partir de entonces se reforzaron algunos puntos y se multiplicaron los cables que fijan la estructura al suelo», hace notar el Ing. Cortes.

La cubierta tenía capacidad para permitir el trabajo de cuatro grúas de 40, 50, 90 y hasta 300 toneladas.  Uno de los principales puntos que mereció atención especial fue el sistema pararrayos, debido a las condiciones meteorológicas de la zona, que está sujeta a fuertes lluvias y tormentas eléctricas. Por otra parte, en el verano, debido al calor, fue necesario adoptar más intervalos de descanso y aumentar la cantidad de ventiladores internos para mejorar la sensación de confort. «Sin embargo, el sistema permitió el trabajo continuo, incluso de noche, ya que, en la zona, la temperatura cae drásticamente durante este período, pero se mantenía una temperatura agradable debajo de la cubierta», dice Cortes. La alimentación de los ventiladores estaba a cargo de grupos electrógenos de gran envergadura y la iluminación se hizo a través de grandes reflectores.

El Ing. Considera, piensa que el uso pionero de la cubierta sugiere otras aplicaciones, por ejemplo, en las obras de construcción de los estadios, en virtud de la excelente protección contra la lluvia. «Por supuesto que es necesario mejorar el sistema, pero creo que fue un gran paso en esa dirección.»