Robótica em mineração, óleo e gás: inspeção autônoma na prática

A Petrobras investiu US$ 4 milhões na compra de seis robôs ANYmal X, da suíça ANYbotics, para inspeções em plataformas offshore, segundo anúncio feito em novembro de 2023. O ANYmal X é o primeiro robô de pernas certificado pelas normas IECEx e ATEX para operar em atmosferas explosivas de Zona 1, justamente as áreas onde a presença humana é mais arriscada. Na mineração, a Vale testou o ANYmal em 2021 em Itabira (MG) para inspecionar moinhos e dutos. Os dois casos mostram onde a robótica móvel já tem uso real na indústria pesada: em rondas de inspeção repetitivas, em locais perigosos ou de difícil acesso.

Por que a inspeção é a primeira tarefa a ser automatizada

Instalações de mineração e de óleo e gás exigem rondas frequentes. Operadores percorrem a planta lendo manômetros, verificando níveis, ouvindo ruídos anormais em bombas e compressores, procurando vazamentos e medindo temperatura. É trabalho repetitivo, feito muitas vezes em escadas, passarelas, espaços confinados e áreas com risco de explosão.

Robôs de quatro pernas se adaptam bem a esse ambiente porque sobem e descem escadas e se deslocam em pisos irregulares, algo difícil para robôs com rodas. Os dois modelos mais citados em casos industriais documentados são o ANYmal, da ANYbotics, e o Spot, da Boston Dynamics, disponível comercialmente desde 2020.

Petrobras: do primeiro ANYmal à frota em FPSOs

A trajetória da Petrobras com a ANYbotics é pública e tem etapas bem definidas:

A empresa também testou o robô na refinaria Revap para inspeções em áreas industriais, conforme a Agência Petrobras.

O equipamento embarcado descrito pela Petrobras inclui microfone direcional, câmera de alta resolução, sensor de gás, laser para mapeamento e câmera térmica. O robô pode cumprir missões de forma autônoma ou por controle remoto e pode ser enviado a áreas de maior perigo ou a locais de incidente, antes da entrada de equipes.

A Petrobras faz parte do programa de early adopters da ANYbotics, que reúne grandes empresas de óleo e gás e petroquímica para testar a eficácia dos robôs autônomos e definir estratégias de implantação.

ANYmal X e a questão das áreas classificadas

Em plataformas e refinarias, grande parte das áreas de processo é classificada como atmosfera potencialmente explosiva. Qualquer equipamento elétrico levado a esses locais precisa de certificação específica. Esse é o principal obstáculo para robôs comerciais comuns.

O ANYmal X foi lançado na Offshore Technology Conference (OTC) Asia como o primeiro robô de pernas projetado e certificado para esse uso. Tem certificação IECEx e ATEX para atmosferas explosivas de Zona 1. Segundo a ANYbotics, o robô faz:

• inspeção visual;
• leitura automática de manômetros, indicadores de nível e posição de alavancas;
• varredura 3D da infraestrutura;
• termografia;
• análise de vibração;
• detecção de vazamento de gás.

Além da Petrobras, aderiram ao programa de entrada do ANYmal X a Equinor, a Woodside e a Shell. A Petronas assinou acordo comercial com a ANYbotics para ampliar o uso do robô em instalações de upstream e downstream até 2025.

Spot em plataformas no Golfo do México e no Mar do Norte

A bp levou o Spot à plataforma Mad Dog, no Golfo do México, a quase 200 milhas da costa. O objetivo declarado foi inspecionar remotamente áreas de difícil acesso e reduzir o envio de pessoas a esses ambientes. As tarefas atribuídas ao robô foram inspeções de rotina da instalação, incluindo leitura de manômetros e escuta de ruídos anormais em máquinas.

No Mar do Norte, a Aker BP e a empresa de software Cognite colocaram o Spot no FPSO Skarv, a 210 km da costa norueguesa. O teste incluiu inspeção autônoma, captura de dados e geração automática de relatórios. As imagens, varreduras e leituras de sensores alimentavam a plataforma Cognite Data Fusion e ficavam disponíveis em painel para as equipes da empresa. O robô foi controlado remotamente a partir de um escritório em terra.

O caso da Aker BP mostra um ponto que costuma ser subestimado: o valor está menos no robô e mais no que acontece com os dados. Sem integração com o gêmeo digital, o histórico de manutenção e os sistemas de gestão de ativos, a ronda robotizada gera apenas um volume maior de imagens.

Vale: robôs de inspeção e equipamentos autônomos

A Vale fez em 2021 uma prova de conceito com o ANYmal na usina de Cauê, em Itabira (MG). O robô planejou rotas, subiu e desceu escadas, exibiu o mapa da área inspecionada, focalizou objetos e instrumentos específicos e transmitiu imagens com medição de temperatura. A mineradora adquiriu o equipamento por cerca de R$ 1 milhão e o adaptou para inspeções em moinhos, dutos e outros espaços confinados.

A justificativa apresentada pela equipe da Vale foi reduzir a exposição de pessoas a locais de risco e permitir inspeções e coleta de dados a distância. Segundo o analista responsável pelo desenvolvimento, o robô dá acesso a espaços confinados como o interior de um moinho. A empresa também usa o EspeleoRobô, voltado à exploração de cavidades naturais em áreas de mineração.

A inspeção robotizada faz parte de um programa mais amplo de autonomia. Segundo balanço da Vale divulgado pela Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM), a empresa chegou a 72 equipamentos autônomos operando no Brasil: 24 caminhões fora de estrada, 18 perfuratrizes e 30 máquinas de pátio. A mina de Brucutu, em São Gonçalo do Rio Abaixo (MG), com 13 caminhões autônomos, foi a primeira do país com operação de transporte 100% autônoma. Em Carajás (PA), a empresa iniciou a operação de caminhões autônomos com uma frota inicial de dez unidades.

Checklist para um piloto de inspeção autônoma

Os casos acima seguem um padrão parecido: prova de conceito curta, teste de campo em uma instalação e só depois compra em escala. Para uma operadora ou mineradora que pretende começar, os passos a seguir reduzem o risco de um piloto que não sai do papel.

1. Escolha rotas com valor mensurável. Comece por rondas que hoje exigem deslocamento frequente, exposição a risco ou acesso a áreas confinadas. Registre quantas horas-pessoa elas consomem.
2. Verifique a classificação de área. Se a rota passa por Zona 1 ou Zona 2, o robô precisa de certificação compatível (IECEx ou ATEX, conforme a exigência aplicável). O ANYmal X é certificado para Zona 1. Robôs sem essa certificação ficam restritos a áreas não classificadas.
3. Defina os pontos de leitura. Liste manômetros, indicadores de nível, válvulas e equipamentos rotativos que o robô deve ler, fotografar ou escutar. Leituras automáticas exigem instrumentos visíveis e bem iluminados.
4. Planeje a infraestrutura. Estação de recarga, cobertura de rede sem fio na planta e acesso seguro a portas e escadas são pré-requisitos.
5. Integre os dados. Decida antes do piloto para onde vão as leituras: sistema de gestão de manutenção, historiador de processo ou plataforma de gêmeo digital. Sem essa etapa, o operador passa a revisar vídeos em vez de fazer rondas.
6. Estabeleça critérios de sucesso. Por exemplo: taxa de missões concluídas sem intervenção, porcentagem de leituras corretas contra a leitura manual e tempo entre detecção de anomalia e abertura de ordem de serviço.
7. Envolva a segurança do trabalho e o sindicato. A introdução de robôs em rondas altera procedimentos e responsabilidades. Os casos da Vale e da Petrobras foram apresentados como medidas de redução de exposição de pessoas ao risco, e essa é a forma mais consistente de conduzir a mudança.

Erros comuns

• Comprar o robô antes de definir as rotas e os pontos de leitura.
• Ignorar a classificação de área e descobrir, no campo, que a missão não pode passar por metade da planta.
• Medir o piloto apenas pela autonomia do robô, sem medir o efeito na manutenção.
• Não prever quem opera o sistema em terra e quem responde a um alarme gerado pelo robô.

O que acompanhar

Três indicadores ajudam a avaliar se a inspeção autônoma deixou de ser piloto no Brasil: o número de unidades do ANYmal X efetivamente embarcadas nas plataformas da Petrobras, a extensão do uso de robôs de inspeção em outras usinas da Vale além de Itabira e a oferta local de integração e manutenção desses equipamentos. Nos relatórios de segurança das empresas, convém observar a redução de horas de exposição de pessoas em áreas de risco, que foi a justificativa central apresentada por Vale e Petrobras.

Fontes

• Petrobras investe em robôs para automatizar inspeções offshore, Agência Gov, 2023
• Revap realiza testes com o robô Anymal, Agência Petrobras
• Petrobras and ANYbotics join efforts to automate offshore FPSO inspections, ANYbotics
• Company releases four-legged robot for explosive environments, Journal of Petroleum Technology (SPE)
• ANYmal X: ex-proof inspection robot, ANYbotics
• Spot deployed on Aker BP's Skarv FPSO, Offshore Magazine
• Spot the robotic dog makes debut on GoM, North Sea platforms, Offshore Magazine
• Cão-robô consegue emprego de segurança na Vale, O Especialista (Safra)
• Anymal e EspeleoRobô: robôs exploradores utilizados na mineração, Rádio Itatiaia
• Vale expande uso de autônomos e conta com 72 equipamentos operando no Brasil, ABM