Projeto e construção de um permeâmetro de parede flexível e carga constante

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Áreas de transição rural e urbana em São Gonçalo do Amarante : elementos para delimitação no planejamento territorial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Comportamento reológico de materiais cimentícios para poços de petróleo contendo naftaleno condensado ou policarboxilato

Pastas a base de cimento Portland são utilizadas na cimentação de poços de petróleo. Elas consistem de uma mistura de partículas sólidas de cimento dispersas em água e aditivos. Atualmente, diversos materiais alternativos são utilizados como aditivos, objetivando a modificação e a melhoria das propriedades das pastas de cimento, especialmente no aumento da fluidez. Novos aditivos plastificantes são capazes de suportar as diversas condições de poços, promovendo propriedades no estado fluido compatíveis às condições exigidas para cimentação.Dispersantes são os componentes da pasta que garantem fluidez, além de proporcionar controle na água perdida por filtração na formação porosa, garantindo o sucesso da operação de bombeio. Em deter minados campos, além do efeito da profundidade, as condições geológicas das formações promovemvariações do gradiente de pressão e temperatura ao longo da profundidade vertical do poço. Recentemente, diversos aditivos químicos da indústria da construção civil tem sido estudados em condições de cimentação de poços de petróleo. Vários produtos testados tem apresentado desempenho superior aos produtos normalmente empregados pela indústria de petróleo com boa relação custo/benefício em função do volume de mercado da construção civil. Resultados promissores na seleção de aditivos com função dispersante da construção civil para operações de cimentação de poços de petróleo onshore foram obtidos para temperaturas até 80°C. O potencial de uso desses aditivos permite estabelecer novas soluções para problemas encontrados na cimentação de poços de petróleo HPHT, poços sujeitos à injeção de vapor, poços depletados e poços produtores de gás. Na construção civil, os superplastificantes permitem reduzir o fator água/cimento das argamassas proporcionando melhoria de propriedades como resistência mecânica e fluidez. Assim, o objetivo deste trabalho foi o estudo e a caracterização reológica de pastas constituídas de cimento Portland, água e aditivos do tipo plastificante, com função dispersante a base de naftaleno condensado e policarboxilato, na faixa de temperaturas de 58°C e 70ºC. As condições utilizadas para a avaliação dos aditivos alternativos foram baseadas em uma cimentação primária para um poço hipotético de 2200 m de profundidade e gradientes geotérmicos de 1,7°F/100 pés e 2,1°F/100 pés. Os resultados demonstraram a grande eficiência e o poder dispersivo do policarboxilato para as temperaturas estudadas. O aditivo promoveu alta fluidez, sem efeitos de sedimentação da pasta. O dispersante à base de naftaleno reduziutant o a viscosidade plástica como o limite de escoamento acimada concentração a partir de 0,13%. O modelo de Bingham descreveu bem o comportamento reológico das pastas com policarboxilato para todas as concentrações

Determinação do perfil térmico em amostras de aço AISI M35 imersas em plasma

The heat transfer between plasma and a solid occurs mostly due the radiation and the collision of the particles on the material surface, heating the material from the surface to the bulk. The thermal gradient inside the sample depends of the rate of particles collisions and thermal conductivity of the solid. In order to study that effect, samples of AISI M35 steel, with 9,5 mm X 3,0 mm (diameter X thickness) were quenched in resistive furnace and tempereds in plasma using the plane configuration and hollow cathode, working with pressures of 4 and 10 mbar respectively. Analyzing the samples microstructure and measuring the hardness along the transversal profile, it was possible to associate the tempered temperature evaluating indirectly the thermal profile. This relation was obtained by microstructural analyzes and through the hardness curve x tempered sample temperature in resistive furnace, using temperatures of 500, 550, 600, 650 and 700°C. The microstructural characterization of the samples was obtained by the scanning electron microscopy, optic microscopy and X-ray diffraction. It was verified that all samples treated in plasma presented a superficial layer, denominated affected shelling zone, wich was not present in the samples treated in resistive furnace. Moreover, the samples that presented larger thermal gradient were treated in hollow cathode with pressure of 4 mbar

Estudo do comportamento de pastas compósitas cimento/sílica/poliuretana para poços de petróleo HPHT

Os poços HPHT atravessam zonas anormalmente pressurizadas e com altos gradientes de temperatura. Esses poços apresentam elevadas concentrações de tensões produzidas pelas operações de perfuração e fraturamento hidráulico, flutuações da pressão e temperatura, forças dinâmicas geradas durante a perfuração, formações inconsolidadas, entre outros aspectos, podendo resultar em falhas mecânicas na bainha de cimento. Tais falhas comprometem a estabilidade mecânica do poço e o isolamento das zonas produtoras de óleos e/ou gás. Para que operações corretivas não se façam necessárias, é preciso adequar as pastas às condições de cada poço. Sistemas de pastas de cimento para poços HPHT requerem um bom controle de suas propriedades termo-mecânicas. Visto que a temperaturas superiores a 110 oC (230 oF) o cimento, após alcançar um valor máximo de resistência, inicia um processo de perda de resistência (retrogressão). Para prevenir esse efeito substitui-se parcialmente o cimento Portland por sílica com objetivo de incrementar a reação pozolânica. Esta reação modifica a trajetória do processo natural de hidratação do cimento, o gel de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) se converte em várias outras fases com maior resistência. Polímeros também são adicionados para proporcionar maior flexibilidade e agir como barreira à propagação de trincas desenvolvidas sob tensão. O presente trabalho teve como objetivo estudar o comportamento do sistema cimento/sílica/polímero quando submetido às condições de alta temperatura e alta pressão. Foram formuladas pastas de cimento puro, pastas contendo 40 % BWOC de sílica flour e pastas com diferentes concentrações de poliuretana (5 % a 25 %) e 40 % BWOC de sílica flour. O peso específico das pastas foi fixado em 1,87 g/cm3 (15,6 lb/gal). Os resultados demonstram que as resistências da pasta contendo 40% de sílica e das com adição de polímero foram muito superiores a da pasta de cimento puro, não ocorrendo o efeito da retrogressão. As pastas com polímero apresentaram um crescente aumento da tenacidade com o aumento da concentração da mesma, sendo assim capaz de suportar as tensões. Além de se manterem estáveis termicamente acima de 180 ºC. O sistema também apresentou excelentes resultados de filtrado, reologia, água livre, estabilidade e permeabilidade. Sendo assim, o mesmo mostrou ser aplicável a poços HPHT

Novo método para estimativa do gradiente de fratura para poços de petróleo

The development of oil wells drilling requires additional cares mainly if the drilling is in offshore ultra deep water with low overburden pressure gradients which cause low fracture gradients and, consequently, difficult the well drilling by the reduction of the operational window. To minimize, in the well planning phases, the difficulties faced by the drilling in those sceneries, indirect models are used to estimate fracture gradient that foresees approximate values for leakoff tests. These models generate curves of geopressures that allow detailed analysis of the pressure behavior for the whole well. Most of these models are based on the Terzaghi equation, just differentiating in the determination of the values of rock tension coefficient. This work proposes an alternative method for prediction of fracture pressure gradient based on a geometric correlation that relates the pressure gradients proportionally for a given depth and extrapolates it for the whole well depth, meaning that theses parameters vary in a fixed proportion. The model is based on the application of analytical proportion segments corresponding to the differential pressure related to the rock tension. The study shows that the proposed analytical proportion segments reaches values of fracture gradient with good agreement with those available for leakoff tests in the field area. The obtained results were compared with twelve different indirect models for fracture pressure gradient prediction based on the compacting effect. For this, a software was developed using Matlab language. The comparison was also made varying the water depth from zero (onshore wellbores) to 1500 meters. The leakoff tests are also used to compare the different methods including the one proposed in this work. The presented work gives good results for error analysis compared to other methods and, due to its simplicity, justify its possible application

Comunidades zooplanctônicas como bioindicadoras da qualidade da água de quatro reservatórios da região semi-árida do Rio Grande do Norte

The response of zooplankton assemblages to variations in the water quality of four man-made lakes, caused by eutrophication and siltation, was investigated by means of canonical correspondence analysis. Monte Carlo simulations using the CCA eingenvalues as test statistics revealed that changes in zooplankton species composition along the environmental gradients of trophic state and abiogenic turbidity were highly significant. The species Brachionus calyciflorus, Thermocyclops sp. and Argyrodiaptomus sp. were good indicators of eutrophic conditions while the species Brachionus dolabratus, Keratella tropica and Hexarthra sp. were good indicators of high turbidity due to suspended sediments. The rotifer genus Brachionus was the most species-rich taxon, comprising five species which were associated with different environmental conditions. Therefore, we tested whether this genus alone could potentially be a better biological indicator of these environmental gradients than the entire zooplankton assemblages or any other random set of five species. The ordination results show that the five Brachionus species alone did not explain better the observed pattern of environmental variation than most random sets of five species. Therefore, this genus could not be selected as a target taxon for more intensive environmental monitoring as has been previously suggested by Attayde and Bozelli (1998). Overall, our results show that changes in the water quality of man-made lakes in a tropical semi-arid region have significant effects on the structure of zooplankton assemblages that can potentially affect the functioning of these ecosystems

Living on the intertidal/subtidal edge: ecology of the stalked barnacle Pollicipes Pollicipes and of the sea urchin Paracentrotus lividus

This thesis contributes to the knowledge of temperate rocky shore ecology, with direct implications in the management and conservation of two important local marine resources that inhabit the very edge of subtidal and intertidal habitats on wave-swept rocky shores: the sessile filter feeding stalked barnacle Pollicipes pollicipes and the mobile keystone herbivore sea urchin Paracentrotus lividus. Research was conducted along gradients of wave exposure on rocky shores of Southern Europe. The abundance of P. lividus was four times higher in SW Portugal than in NW Italy. Most of the variation in urchin abundance occurred at small spatial scales, probably shaped by habitat complexity. In SW Portugal, sea urchin attachment forces while in burrows were measured and related to burrow shape, urchin size and habitat. Burrowing behaviour enhances sea urchin attachment force and might be an adaptive response to hydrodynamic stress. Abundance of P. pollicipes in SW Portugal is highly and positively related to wave exposure at local and regional scales. Predation and recruitment processes seem to be important drivers of these abundance patterns. A distribution model of P. pollicipes abundance in relation to wave exposure was developed for the SW coast of Portugal and might be used for improvement of its management and conservation. Growth of P. pollicipes was studied by applying a novel method using fluorescent calcein for marking and to estimate growth. Growth rate decreased with barnacle size and was highly variable amongst individuals, particularly in smaller barnacles. No effect of shore level on barnacle growth was detected. An assessment of the state of the fishery, conservation and management of the stalked barnacle in different regions of continental Portugal was made, highlighting an overall negative tendency of this state and recommending a change into a co-management system; Resumo: Viver no limite intertidal / subtidal: ecologia do percebe Pollicipes pollicipes e do ouriço-do-mar Paracentrotus lividus Esta tese contribui para o conhecimento da ecologia do litoral rochoso e tem implicações diretas na gestão e conservação de dois recursos marinhos locais que habitam o interface subtidal/intertidal de costas rochosas sujeitas a agitação marinha: o percebe Pollicipes pollicipes, animal séssil e filtrador e o ouriço-do-mar Paracentrotus lividus, animal móvel e herbívoro. Foram realizados vários estudos ao longo de gradientes de hidrodinamismo em costas rochosas do sul da Europa. A abundância de P. lividus foi quatro vezes superior no sudoeste de Portugal relativamente ao noroeste de Itália. Grande parte da variação na abundância de P. lividus ocorreu a pequenas escalas espaciais, provavelmente influenciada pela complexidade do habitat. A força com que o ouriço-do-mar se fixa ao substrato foi medida no terreno no sudoeste de Portugal, tendo esta sido relacionada com a forma da depressão que ocupa, o tamanho individual e o habitat. O comportamento escavador desta espécie aumenta a sua força de fixação ao substrato e poderá ser uma resposta adaptativa ao hidrodinamismo.. A abundância de P. pollicipes na costa sudoeste de Portugal, a diferentes escalas espaciais, está relacionada de forma positiva com a agitação marinha, e é influenciada pela predação e pelo recrutamento desta espécie. Foi desenvolvido um modelo de distribuição e abundância de P. pollicipes para esta costa baseado na relação com a agitação marinha, cujos resultados podem ser usados para melhorar a gestão e conservação deste recurso. Um novo método com recurso a calceina fluorescente foi desenvolvido para marcar percebes e estudar o seu crescimento. A taxa de crescimento diminuiu com o tamanho do animal, sendo altamente variável entre indivíduos, sobretudos nos de menores dimensões. O estado da apanha, conservação e gestão do percebe em diferentes regiões de Portugal Continental apresentou uma tendência global negativa, e recomenda-se uma alteração para um sistema de cogestão deste recurso.

Species richness and composition of butterfly assemblages (Lepidoptera:Rhopalocera) along the altitudinal gradient of Serra da Estrela

Os gradientes altitudinais são importantes modelos em ecologia pois permitem, numa escala reduzida, estudar a influência da variação de diversas variáveis ambientais nos padrões de biodiversidade existentes. Estes padrões são influenciados por diversos factores, desde variáveis climáticas às relacionadas com a perturbação humana. Nesta tese é estudada a variação na composição das comunidades de borboletas ao longo do gradiente altitudinal na Serra da Estrela e são testadas duas hipóteses sobre os padrões de riqueza específica ao longo do gradiente altitudinal: a regra de Rapoport e o “Mid Domain Effect” (MDE). Foram assinaladas 70 espécies de borboletas neste estudo e constatou-se que a variação na riqueza de espécies de borboletas apresenta um padrão “mid peak” apoiando o MDE. Verificou-se também que as comunidades de borboletas do mesmo nível altitudinal são mais semelhantes entre si independentemente da vertente em que se encontram e são também mais semelhantes com as comunidades dos níveis altitudinais adjacentes. Finalmente, a análise da distribuição de algumas espécies ameaçadas de borboletas torna evidente a necessidade de realização de mais estudos sobre a biologia da conservação deste grupo de animais em Portugal; Abstract: Altitudinal gradients are important ecological models because they allow us to study the influence of diverse environmental variables in the existing biodiversity patterns. These patterns are influenced by various factors, from climatic variables to variables related to human disturbance. In this thesis we studied the variations in the composition of the butterfly assemblages along the altitudinal gradient of Serra da Estrela and we tested two hypotheses regarding the species richness patterns along the altitudinal gradient: Rapoport’s rule and the Mid Domain Effect (MDE). In this study 70 butterfly species were marked recorded and it was observed that the butterfly species richness presents a mid-peak pattern supporting the MDE. It was also noted that the butterfly assemblages in the same altitudinal level show more similarity within themselves regardless of the slope they are found in, and are also more similar to the assemblages present in the adjacent altitudinal levels. Finally, the distribution of some threatened butterfly species was analyzed and it became evident the need to do more studies regarding the conservation biology of this animal group in Portugal.

Caracterização de solos em floresta ombrófila densa de terra firme na Amazônia Central.

Este estudo teve como objetivo caracterizar duas áreas, segundo a heterogeneidade ambiental, com foco nas variáveis granulométricas do solo e composição florística.

SIGNIFICADO DEL RECURSO HÍDRICO PARA EL ORDENAMIENTO TERRITORIAL EN UN PAÍS FEDERAL

Todo lo concerniente a los recursos hídricos justifica la visión integradora y sistémica ambiental que cala hondo en la geografía y en su estrategia metodológica general de conocimiento, esto es, el interés por la trama de correlaciones que abarca, desde las interrelaciones –en este caso, específicamente- de los recursos hídricos con el resto de los fenómenos biofísicos hasta los lazos más sutiles que los conectan con los hechos humanos. Del nomenclador de unidades espaciales en las que tradicionalmente cuaja esta mirada geográfica de la realidad, destaca por sus límites evidentes en superficie y riqueza conceptual la cuenca hidrográfica[i], integrada por un río principal y el territorio comprendido entre su naciente y desembocadura -inclusive tierras y los ríos menores que aportan agua al curso principal-, y su zona marino-costera cuando el río colector desagua en el mar (desembocadura y totalidad de la zona de transición adyacente entre las aguas dulces fluviales y las aguas saladas del mar). Además, cabe considerar el significado vincular para la cuenca de los campos de nieve persistente, glaciares y campos de hielo continental y de las aguas subterráneas, cuyos acuíferos poseen límites y gradientes de escurrimiento que no se corresponden con los de las cuencas superficiales pero, acorde con el sustrato geológico y las condiciones climáticas predominantes en la zona, intercambian agua con ellas, además de conectarse entre sí, con otros acuíferos.[ii]  

Relação entre altitude e temperatura: uma contribuição ao zoneamento climático no estado de Santa Catarina, Brasil.

A relação da altitude com a temperatura é especialmente importante para as regiões tropicais e subtropicais onde uma diferença altitudinal de algumas centenas de metros provoca mudanças sensíveis no ambiente, adaptação da biota e consequente sucesso na introdução de espécies para cultivo agrícola. A temperatura do ar sofre alterações com a altitude, latitude e longitude e em função do relevo cada local pode apresentar um gradiente térmico específico. Neste trabalho, o Estado de Santa Catarina foi delimitado em grupos climáticos homogêneos e se estabeleceram análises de correlação entre a temperatura média de janeiro, de julho e média anual, com as respectivas altitudes dos grupos assim formados. A correlação da altitude com a temperatura média anual de janeiro, considerando dados de 44 estações meteorológicas, foi mais forte comparada à temperatura média de julho. Para os coeficientes de correlação mais elevados foram obtidas retas de regressão linear simples e os respectivos coeficientes de determinação das retas. O gradiente térmico médio obtido para o conjunto de todas as estações do Estado foi de -1ºC/213m, o que equivale a uma redução de aproximadamente 0,48oC a cada 100 metros de altitude. Foram também obtidos gradientes térmicos médios em função da latitude e longitude. A altitude, latitude e longitude, nesta ordem, influenciam a temperatura média do ar.