Confiabilidade aplicada ao problema de interação estaca-solo.

Este trabalho busca aplicar técnicas de confiabilidade ao problema de grupo de estacas utilizadas como fundação de estruturas correntes. Para isso, lança-se mão de um modelo tridimensional de interação estaca-solo onde estão presentes o Método dos Elementos de Contorno (MEC) e o método dos Elementos Finitos (MEF) que atuam de forma acoplada. O MEC, com as soluções fundamentais de Mindlin (meio semi-infinito, homogêneo, isotrópico e elástico-linear é utiliza), é utilizado para modelar o solo. Já o MEF é utilizado para modelar as estacas. Definido o modelo de funcionamento estrutural das estacas, parte-se para a aplicação de métodos trazidos da confiabilidade estrutural para avaliação da adequabilidade em relação aos estados limite de serviço e estados limites últimos. Os métodos de confiabilidade utilizados foram o Método de Monte Carlo, o método FOSM (First-Order Second-Moment) e o método FORM (First-Order Reliability Method).

Efeito da temperatura de revenimento sobre o grau de sensitização e resistência à corrosão por pite de aços inoxidáveis supermartensíticos contendo 13% Cr, 5% Ni, com e sem adições de Nb e Mo.

O desenvolvimento dos aços inoxidáveis Super-Martensíticos (SM) nasce da necessidade de implementar novas tecnologias, mais econômicas e amigáveis ao meio ambiente. Os aços inoxidáveis SM são uma derivação dos aços inoxidáveis martensíticos convencionais, diferenciando-se basicamente no menor teor de carbono, na adição de Ni e Mo. Foram desenvolvidos como uma alternativa para aços inoxidáveis duplex no uso de dutos para a extração de petróleo offshore em meados dos anos 90. Para que esses aços apresentem as propriedades mecânicas de resistência à tração e tenacidade é necessário que sejam realizados tratamentos de austenitização, seguido de têmpera, e de revenimento, onde, particularmente para este último, há várias opções de tempos e temperaturas. Como os tratamentos térmicos geram as propriedades mecânicas através de transformações de fase (precipitação) podem ocorrer alterações da resistência à corrosão. São conhecidos os efeitos benéficos da adição de Nb em aços inoxidáveis tradicionais. Por isso, o objetivo desta pesquisa foi estudar aços inoxidáveis SM contendo Nb. Foi pesquisada a influência da temperatura de revenimento sobre a resistência à corrosão de três aços inoxidáveis SM, os quais contêm 13% Cr, 5% Ni, 1% a 2% Mo, com e sem adições de Nb. No presente trabalho, foram denominados de SM2MoNb, SM2Mo e SM1MoNb, que representam aços com 2% Mo, 1% Mo e 0,11% Nb. Dado que os principais tipos de corrosão para aços inoxidáveis são a corrosão por pite (por cloreto) e a corrosão intergranular (sensitização), optou-se por determinar os Potenciais de Pite (Ep) e os Graus de Sensitização (GS) em função da temperatura de revenimento. Os aços passaram por recozimento a 1050°C por 48 horas, para eliminação de fase ferrita delta. Em seguida foram tratados a 1050 °C por 30 minutos, com resfriamento ao ar, para uniformização do tamanho de grão. A estrutura martensítica obtida recebeu tratamentos de revenimento em temperaturas de: 550 °C, 575 °C, 600 °C, 625 °C, 650 °C e 700 °C, por 2 horas. O GS foi medido através da técnica de reativação eletroquímica potenciodinâmica na versão ciclo duplo (DL-EPR), utilizando-se eletrólito de 1M H2SO4 + 0,01M KSCN. Para determinar o Ep foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica em 0,6M NaCl. Os resultados obtidos foram discutidos através das variações microestruturais encontradas. Foram empregadas técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), simulação termodinâmica de fases através do programa Thermo-Calc e determinação de austenita revertida mediante difração de raios X (DRX) e ferritoscópio. A quantificação da austenita por DRX identificou que a partir de 600 °C há formação desta fase, apresentando máximo em 650 °C, e novamente diminuindo para zero a 700 °C. Por sua vez, o método do ferritoscópio detectou austenita nas condições em que a analise de DRX indicou valor nulo, sendo as mais críticas a do material temperado (sem revenimento) e do aço revenido a 700 °C. Propõe-se que tais diferenças entre os dois métodos se deve à morfologia fina da austenia retida, a qual deve estar localizada entre as agulhas de martensita. Os resultados foram discutidos em termos da precipitação de Cr23C6, Mo6C, NbC, fase Chi, austenita e ferrita, bem como das consequências do empobrecimento em Cr e Mo, gerados por tais microconstituintes. São propostos três mecanismos para explicar a sensitização: o primeiro é devido a precipitação de Cr23C6, o segundo a precipitação de fase Chi (rica em Cr e Mo) e o terceiro é devido a formação de ferrita durante o revenimento. O melhor desempenho quanto ao GS foi obtido para os revenimentos a 575 °C e 600°C, por 2 horas. Os resultados de Ep indicaram que o aço SM2MoNb, revenido a 575°C, tem o melhor desempenho quanto à resistência à corrosão por cloreto. Isso associado ao baixo GS coloca este aço, com este tratamento térmico, numa posição de destaque para aplicações onde a resistência à corrosão é um critério de seleção de material, uma vez que, segundo a literatura a temperatura de 575 °C está no intervalo de temperaturas de revenimento onde são obtidas as melhores propriedades mecânicas.

Comportamento tribo-mecânico e desgaste adesivo de materiais em nanoescala: análises por dinâmica molecular e mecânica do contínuo.

As formulações baseadas na mecânica do contínuo, embora precisas até certo ponto, por vezes não podem ser utilizadas, ou não são conceitualmente corretas para o entendimento de fenômenos em escalas reduzidas. Estas limitações podem aparecer no estudo dos fenômenos tribológicos em escala nanométrica, que passam a necessitar de novos métodos experimentais, teóricos e computacionais que permitam explorar estes fenômenos com a resolução necessária. Simulações atomísticas são capazes de descrever fenômenos em pequena escala, porém, o número necessário de átomos modelados e, portanto, o custo computacional - geralmente torna-se bastante elevado. Por outro lado, os métodos de simulação associados à mecânica do contínuo são mais interessantes em relação ao custo computacional, mas não são precisos na escala atômica. A combinação entre essas duas abordagens pode, então, permitir uma compreensão mais realista dos fenômenos da tribologia. Neste trabalho, discutem-se os conceitos básicos e modelos de atrito em escala atômica e apresentam-se estudos, por meio de simulação numérica, para a análise e compreensão dos mecanismos de atrito e desgaste no contato entre materiais. O problema é abordado em diferentes escalas, e propõe-se uma abordagem conjunta entre a Mecânica do Contínuo e a Dinâmica Molecular. Para tanto, foram executadas simulações numéricas, com complexidade crescente, do contato entre superfícies, partindo-se de um primeiro modelo que simula o efeito de defeitos cristalinos no fenômeno de escorregamento puro, considerando a Dinâmica Molecular. Posteriormente, inseriu-se, nos modelos da mecânica do contínuo, considerações sobre o fenômeno de adesão. A validação dos resultados é feita pela comparação entre as duas abordagens e com a literatura.

Proposta de válvula bypass para controle de velocidade de PIGs instrumentados: protótipo e simulação em bancada

In the Oil industry, oil and gas pipelines are commonly utilized to perform the transportation of production fluids to longer distances. The maintenance of the pipelines passes through the analysis of several tools, in which the most currently used are the pipelines inspection cells, popularly knowing as PIG. Among the variants existing in the market, the instrumented PIG has a significant relevance; acknowledging that through the numerous sensors existing in the equipment, it can detect faults or potential failure along the inspected line. Despite its versatility, the instrumented PIG suffers from speed variations, impairing the reading of sensors embedded in it. Considering that PIG moves depending on the speed of the production fluid, a way to control his speed is to control the flow of the fluid through the pressure control, reducing the flow rate of the produced flow, resulting in reduction of overall production the fluid in the ducts own or with the use of a restrictive element (valve) installed on it. The characteristic of the flow rate/pressure drop from restrictive elements of the orifice plate is deducted usually from the ideal energy equation (Bernoulli’s equation) and later, the losses are corrected normally through experimental tests. Thus, with the objective of controlling the fluids flow passing through the PIG, a valve shutter actuated by solenoid has been developed. This configuration allows an ease control and stabilization of the flow adjustment, with a consequent response in the pressure drops between upstream and downstream of the restriction. It was assembled a test bench for better definition of flow coefficients; composed by a duct with intern diameter of four inches, one set of shutters arranged in a plate and pressure gauges for checking the pressure drop in the test. The line was pressurized and based on the pressure drop it was possible to draw a curve able to characterize the flow coefficient of the control valve prototype and simulate in mockup the functioning, resulting in PIG speed reduction of approximately 68%.

Análise e proposição de estratégias de estimação e controle de velocidade para motores de indução trifásicos

This study presents a proposal of speed servomechanisms without the use of mechanical sensors (sensorless) using induction motors. A comparison is performed and propose techniques for pet rotor speed, analyzing performance in different conditions of speed and load. For the determination of control technique, initially, is performed an analysis of the technical literature of the main control and speed estimation used, with their characteristics and limitations. The proposed technique for servo sensorless speed induction motor uses indirect field-oriented control (IFOC), composed of four controllers of the proportional-integral type (PI): rotor flux controller, speed controller and current controllers in the direct and quadrature shaft. As the main focus of the work is in the speed control loop was implemented in Matlab the recursive least squares algorithm (RLS) for identification of mechanical parameters, such as moment of inertia and friction coefficient. Thus, the speed of outer loop controller gains can be self adjusted to compensate for any changes in the mechanical parameters. For speed estimation techniques are analyzed: MRAS by rotóricos fluxes MRAS by counter EMF, MRAS by instantaneous reactive power, slip, locked loop phase (PLL) and sliding mode. A proposition of estimation in sliding mode based on speed, which is performed a change in rotor flux observer structure is displayed. To evaluate the techniques are performed theoretical analyzes in Matlab simulation environment and experimental platform in electrical machinery drives. The DSP TMS320F28069 was used for experimental implementation of speed estimation techniques and check the performance of the same in a wide speed range, including load insertion. From this analysis is carried out to implement closed-loop control of sensorless speed IFOC structure. The results demonstrated the real possibility of replacing mechanical sensors for estimation techniques proposed and analyzed. Among these, the estimator based on PLL demonstrated the best performance in various conditions, while the technique based on sliding mode has good capacity estimation in steady state and robustness to parametric variations.

Chronic contamination assessment integrating biomarkers' responses in transplanted mussels-A seasonal monitoring

This study aimed to provide the first biomonitoring integrating biomarkers and bioaccumulation data in São Paulo coast, Brazil and, for this purpose, a battery of biomarkers of defense mechanisms was analyzed and linked to contaminants' body burden in a weigh-of-evidence approach. The brown mussel Perna perna was selected to be transplanted from a farming area (Caraguatatuba) to four possibly polluted sites: Engenho D'Agua, DTCS (Dutos e Terminais do Centro-Oeste de São Paulo) oil terminal (Sao Sebastiao zone), Palmas Island, and Itaipu (It; Santos Bay zone). After 3 months of exposure in each season, mussels were recollected and the cytochrome P4501A (CYP1A)- and CYP3A-like activities, glutathione-S-transferase and antioxidants enzymes (catalase, glutathione peroxidase, and glutathione reductase) were analyzed in gills. The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons, linear alkylbenzenes, and nonessential metals (Cr, Cd, Pb, and Hg) in whole tissue were also analyzed and data were linked to biomarkers' responses by multivariate analysis (principal component analysisfactor analysis). A representation of estimated factor scores was performed to confirm the factor descriptions and to characterize the studied stations. Biomarkers exhibited most significant alterations all year long in mussels transplanted to It, located at Santos Bay zone, where bioaccumulation of organic and inorganic compounds was detected. This integrated approach using transplanted mussels showed satisfactory results, pointing out differences between sites, seasons, and critical areas, which could be related to land-based contaminants' sources. The influence of natural factors and other contaminants (e.g., pharmaceuticals) on biomarkers' responses are also discussed. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. Environ Toxicol, 2012.

Simulador de escoamento multifásico em poços de petróleo (SEMPP)

The multiphase flow occurrence in the oil and gas industry is common throughout fluid path, production, transportation and refining. The multiphase flow is defined as flow simultaneously composed of two or more phases with different properties and immiscible. An important computational tool for the design, planning and optimization production systems is multiphase flow simulation in pipelines and porous media, usually made by multiphase flow commercial simulators. The main purpose of the multiphase flow simulators is predicting pressure and temperature at any point at the production system. This work proposes the development of a multiphase flow simulator able to predict the dynamic pressure and temperature gradient in vertical, directional and horizontal wells. The prediction of pressure and temperature profiles was made by numerical integration using marching algorithm with empirical correlations and mechanistic model to predict pressure gradient. The development of this tool involved set of routines implemented through software programming Embarcadero C++ Builder® 2010 version, which allowed the creation of executable file compatible with Microsoft Windows® operating systems. The simulator validation was conduct by computational experiments and comparison the results with the PIPESIM®. In general, the developed simulator achieved excellent results compared with those obtained by PIPESIM and can be used as a tool to assist production systems development

ESTRUTURAS HIDRÁULICAS. Barragens

Começa-se por se fazer uma resenha histórica sobre barragens e a sua classificação, apresentam-se os critérios gerais a usar na escolha dos locais para implantação de barragens e o tipo de barragens a construir em função das características desses locais e dos materiais disponíveis e apresenta-se uma pequena nota sobre barragens portuguesas e um resumo geral da legislação nacional aplicável. Segue-se uma parte sobre os tipos usuais de barragens. Apresentam-se as características gerais das barragens de aterro, os seus perfis-tipo, os mecanismos de protecção do coroamento e dos paramentos e as diferentes soluções de controlo da percolação através das barragens e das respectivas fundações. Em seguida, apresentam-se as barragens de betão do tipo gravidade. Definem-se as forças actuantes, avaliam-se as tensões e os deslocamentos provocados por essas forças e apresentam-se as vias a usar na verificação da estabilidade em relação ao derrubamento e ao escorregamento. Apresentam-se também as barragens de contrafortes e do tipo abóbada, os seus perfis-tipo e os mecanismos de análise da sua estabilidade. Em seguida, estudam-se os evacuadores de cheias de barragens. Começa-se por definir os diferentes tipos de evacuadores, apresentando-se os critérios a usar na sua escolha. Em seguida, faz-se uma análise aprofundada sobre os mais importantes, incluindo as suas leis de vazão e os respectivos critérios de dimensionamento. Os dissipadores de energia usuais em barragens são também objeto de estudo particular. Depois de uma revisão sobre ressaltos hidráulicos em canais rectangulares, faz-se a apresentação geral das bacias de dissipação por ressalto hidráulico, bacias normalizadas USBR tipos II, III e IV, e dos respectivos critérios de dimensionamento. Faz-se também um estudo sobre tomadas de água em albufeiras e descargas de fundo. Por último e em Anexo, apresentam-se os textos completos da legislação portuguesa referente a barragens.

O MAPEAMENTO DAS VULNERABILIDADES AMBIENTAIS EM ÁREAS URBANAS DA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA/PR COMO PROPOSTA PARA MINIMIZAÇÃO DE DESASTRES

A partir da década de 1960 do século passado assiste-se a um acelerado processo de urbanização no Brasil e consequentemente de alterações do ambiente natural. São nas áreas urbanas que os processos de vulnerabilidade ambiental são acentuados. Essas vulnerabilidades, por sua vez, concorrem para a possibilidade de desastres ambientais com perdas de vidas e de propriedades e que acarretam prejuízos na ordem de milhões de dólares. Existem muitos projetos que tratam dessa temática, no entanto, a maioria enfatiza a vulnerabilidade social deixando a relação homem versus natureza num segundo plano. Naqueles trabalhos adaptam-se o conceito de vulnerabilidade ambiental para um patamar sociológico relacionando os aspectos demográficos com as possíveis fragilidades geográficas. Já esta proposta, utiliza a vertente sistêmica para tratar da fragilidade ambiental de determinado local. Um dos objetivos é o mapeamento das áreas urbanas da Região Metropolitana de Curitiba, Paraná, Brasil que apresentam vulnerabilidades e estão suscetíveis a desastres ambientais. Como objetivos específicos pretendem-se mapear as vulnerabilidades naturais e sócio-ambientais; disseminar a metodologia utilizada e elaborar mapas temáticos de vegetação, solos, geologia, geomorfologia, uso do solo, hidrologia, entre outros. Para alcançá-los a metodologia proposta é a analise sistêmica do meio físico, meio biológico e meio socioeconômico através da elaboração de uma base de dados georreferenciada com a utilização de sistemas de informações geográficas - SIG que permitam a análise e cruzamento desses dados para a geração das informações pretendidas. Numa primeira etapa foram realizadas observações em campo numa área vulnerável a inundação e escorregamento de encosta no Município de Almirante Tamandaré - Estado do Paraná para escolha da metodologia mais adequada.