Modelagem e simulação do escoamento imiscível em meios porosos fractais descritos pela equação de Kozeny-Carman Generalizada

O presente trabalho trata do escoamento bifásico em meios porosos heterogêneos de natureza fractal, onde os fluidos são considerados imiscíveis. Os meios porosos são modelados pela equação de Kozeny-Carman Generalizada (KCG), a qual relaciona a porosidade com a permeabilidade do meio através de uma nova lei de potência. Esta equação proposta por nós é capaz de generalizar diferentes modelos existentes na literatura e, portanto, é de uso mais geral. O simulador numérico desenvolvido aqui emprega métodos de diferenças finitas. A evolução temporal é baseada em um esquema de separação de operadores que segue a estratégia clássica chamada de IMPES. Assim, o campo de pressão é calculado implicitamente, enquanto que a equação da saturação da fase molhante é resolvida explicitamente em cada nível de tempo. O método de otimização denominado de DFSANE é utilizado para resolver a equação da pressão. Enfatizamos que o DFSANE nunca foi usado antes no contexto de simulação de reservatórios. Portanto, o seu uso aqui é sem precedentes. Para minimizar difusões numéricas, a equação da saturação é discretizada por um esquema do tipo "upwind", comumente empregado em simuladores numéricos para a recuperação de petróleo, o qual é resolvido explicitamente pelo método Runge-Kutta de quarta ordem. Os resultados das simulações são bastante satisfatórios. De fato, tais resultados mostram que o modelo KCG é capaz de gerar meios porosos heterogêneos, cujas características permitem a captura de fenômenos físicos que, geralmente, são de difícil acesso para muitos simuladores em diferenças finitas clássicas, como o chamado fenômeno de dedilhamento, que ocorre quando a razão de mobilidade (entre as fases fluidas) assume valores adversos. Em todas as simulações apresentadas aqui, consideramos que o problema imiscível é bidimensional, sendo, portanto, o meio poroso caracterizado por campos de permeabilidade e de porosidade definidos em regiões Euclideanas. No entanto, a teoria abordada neste trabalho não impõe restrições para sua aplicação aos problemas tridimensionais.

Avaliação sazonal do grau de trofia em reservatórios do complexo hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (Rio de Janeiro)

Com a demanda por energia elétrica nos dias atuais e a grande quantidade de bacias hidrográficas presentes no Brasil, a geração de energia hidrelétrica se tornou a principal forma de suprimento. Dentre as diversas mudanças ocorridas em represamento de rios, a redução na vazão da água influencia no acúmulo de nutrientes afetando diretamente na qualidade da água, podendo acarretar em um processo denominado eutrofização, caracterizado pelo aumento na quantidade de nutrientes em um sistema e contribuindo para o desenvolvimento de produtores primários (fitoplâncton e macrófitas aquáticas) em níveis acima do crescimento natural. Para identificar o estado de trofia dos reservatórios pertencentes ao Complexo Hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (RJ) foi utilizada a metodologia de Lu e Lo (2002) de avaliação trófica fuzzy (ou difusa) sintética e não sintética, além da avaliação trófica através do índice de estado trófico de Carlson (1977). As classes de estado trófico utilizadas na metodologia é da OECD (1982) e utiliza transparência, concentrações de fósforo total e de clorofila-a como variáveis. Outras variáveis limnológicas como temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, turbidez, pH e sólidos dissolvidos totais foram utilizadas para caracterização dos reservatórios. As coletas foram realizadas em três momentos, no período seco de 2011, no período chuvoso de 2012 e no período seco de 2012. As análises fuzzy não sintéticas apontaram os reservatórios de Santana, Vigário e Ponte Coberta como oligotrófico/eutrófico durante o período de estudo. O reservatório de Ribeirão das Lajes foi classificado como oligotrófico nos períodos secos no ano de 2011 e 2012, e como mesotrófico no período chuvoso de 2012, assim como o reservatório de Tocos. Foram observadas diferenças significativas entre o período seco e o chuvoso em relação às concentrações de clorofila-a, transparência e turbidez, demonstrando influência sazonal no grau de trofia dos reservatórios, uma vez que clorofila-a e transparência são variáveis utilizadas em índices de estado trófico

River Wyre salmon and sea trout spawning habitat restoration / creation project. Final report April 1995

Adult salmon and sea trout rod catches in the River Wyre have been subject to considerable variability over the years. Annual rod catches ranging from 6 to 401 have been reported since records began in 1905. It has long been suspected that the physical nature of the catchment, combined with anthropogenic influences, has resulted in a deleterious effect on the Wyre fishery. Acidification problems in the head water streams (Marshaw Wyre and Tarnbrook Wyre) have been reported and are thought to threaten salmon juvenile survival. The construction of Abbeystead Reservoir and an increased tendency towards rapidly rising water levels during storms (flashiness) 1 are thought to have a significant impact on spawning gravel quality and quantity, both of which are thought to be deteriorating. As part of an overall desire to maintain and improve the migratory salmonid population in the River Wyre, this project has been commissioned to investigate remedial action which may improve and enhance spawning success, leading to an eventual improvement in the status of adult stocks. The primary objective is to establish whether the quantity and/or quality of available spawning gravels are limiting migratory salmonid productivity. The investigations undertaken confirm the general observation that useable spawning gravels appear to be in short supply in the River Wyre, and may be the limiting factor influencing returning adult stock.

Electric fishing survey of the gravel addition sites on the River Wyre, Grizedale Beck and Joshua's Beck.

Although geographically the River Wyre lies between two rivers containing major migrations of adult salmon and sea trout, its rod & line fisheries have for a number of years produced exceptionally low catches. In order to determine the causes of this the Wyre Salmon and Sea trout Restoration Group (WSSRG) was conceived in 1994 as a partnership between the then National Rivers Authority (now Environment Agency), local landowners, angling clubs and interested parties. Two studies of 1994 and 1995 stated that there is a shortage of useable spawning gravels on the river. This is compounded by Abbeystead Reservoir acting as a gravel trap, the siltation of gravels on several side becks and problems with access to available gravels by returning adults. There was also perceived to be a need for accurate fishery data from the river encompassing redd counts, catch data and surveys of fry populations. The 1995 report suggested a number of management proposals which might be adopted in order to improve and create available spawning habitat for migratory salmonids. Funding was made available to create three spawning gravels on each of two side becks (Grizedale Beck and Joshua's Beck) and the addition of gravels to a site oh the main river below Abbeystead Reservoir. Modifications were also made to the fish pass at Abbeystead to allow easier passage of fish. These improvements were made in the autumn of 1995. Salmonid spawning redd counting was undertaken on the whole Wyre catchment in 1995/1996 and specific surveys by electric fishing on the gravel enhancement sites in the summer of 1996. This report details the current state of the improvement works that were undertaken and presents the results of electric fishing surveys in September 1996. A number of lessons have been learnt which will be of great benefit to the Fisheries Function in other parts of the Wyre catchment and the Central Area in general.

Simulação numérica do processo de alteamento de áreas de deposição de resíduos pelo método a montante.

A previsão do comportamento de resíduos constituiu-se em um desafio geotécnico, uma vez que estes materiais apresentam uma resposta distinta dos materiais usualmente encontrados em depósitos naturais. A análise dos recalques da fundação, decorrentes da sobrecarga imposta pelo alteamento, é complexa, tendo em vista que o adensamento de resíduos pressupõe grandes deformações, invalidando o uso de teorias clássicas de adensamento. Atualmente, no Brasil, a técnica de disposição de resíduos de bauxita prevê uma operação inicial de lançamento no interior de lagos artificiais, em forma de polpa. Após o esgotamento do lago e ressecamento do resíduo, inicia-se o lançamento pelo método a montante. Neste método, a polpa é lançada sobre o resíduo pré-existente, que se encontra em processo de adensamento. O presente trabalho tem como objetivo reproduzir numericamente o comportamento de áreas de resíduos durante a etapa de alteamento a montante. A pesquisa tem como enfoque 2 áreas de resíduos de bauxita. Uma delas encontra-se em fase de reabilitação e dispõe de instrumentação de campo (recalques e deslocamentos horizontais). A outra se encontra em fase de operação do alteamento e dispõe de dados experimentais. Desta forma, a metodologia consistiu na reprodução numérica do processo de alteamento da área instrumentada e comparação dos resultados com a instrumentação de campo, com objetivo de avaliar o modelo numérico e os parâmetros do resíduo. Posteriormente, realizou-se a previsão do comportamento do resíduo de fundação da área em fase de alteamento. Os parâmetros geotécnicos foram definidos a partir de um extenso programa de ensaios de campo e laboratório, executado no local em estudo, fazendo-se uso de um tratamento estatístico dos dados experimentais. Os resultados numéricos mostraram a potencialidade do programa na previsão do comportamento de áreas de resíduos durante o alteamento a montante, com previsões de recalques e deslocamentos horizontais coerentes com a instrumentação de campo.

Características ambientais e a ocorrência de leishmaniose visceral em Teresina, Piauí: uma aplicação utilizando sensoriamento remoto

Nas Américas, a leishmaniose visceral (LV) experimenta um processo de urbanização e o cão doméstico é considerado o principal reservatório da doença neste cenário, embora seu papel no ciclo de transmissão não esteja totalmente explicado. Este estudo teve como objetivo investigar, por meio da análise de dados espaciais e imagens de sensoriamento remoto, a relação de fatores ambientais com a ocorrência de infecção canina por Leishmania chagasi e sua correlação espacial com a doença humana na cidade de Teresina (Piauí - Brasil), onde foi relatada a primeira epidemia urbana de LV no Brasil. Os resultados são apresentados na forma de dois manuscritos, nos quais são utilizados dados georreferenciados obtidos por meio de um inquérito sorológico canino realizado durante o ano de 2011, em diferentes bairros com transmissão moderada ou intensa. No primeiro, a regressão logística multinível foi utilizada para correlacionar a prevalência da infecção canina com variáveis ambientais de quadrículas de 900m2 (30mx30m) onde os domicílios estavam localizados, ajustando para as características individuais dos cães (sexo, idade e raça) e da residência. Participaram desta análise 717 cães distribuídos em 494 domicílios e 396 quadrículas. Um percentual >16,5% da área da quadrícula coberta por pavimentação clara (ruas de terra ou asfalto antigo) foi a única variável ambiental associada com a infecção canina por L. chagasi (Odds ratio [OR] = 2,00, intervalo de 95% de confiança [IC95%]: 1,22 - 3,26). Estas áreas provavelmente correspondem àquelas mais pobres e com pior infraestrutura urbana, sugerindo a ocorrência de um padrão de transmissão intra-urbano similar aos padrões rurais e peri-urbanos da LV. No segundo manuscrito, a partir da análise hierárquica do vizinho mais próximo foi verificada a presença de sete clusters de maior concentração de cães soropositivos em relação aos soro negativos em áreas menos urbanizadas e com vegetação pouco densa. Participaram desta análise 322 cães distribuídos em cinco bairros. A relação espacial entre os caninos soropositivos e os casos humanos foi investigada através do método da distância média entre os pontos e analisada por meio do teste t. Foi encontrada uma maior proximidade de casos humanos em relação a cães soropositivos quando comparada à distância em relação aos soro negativos, sugerindo a existência de uma relação espacial entre a LV humana e a soropositividade canina. Os resultados contribuem para uma maior compreensão sobre a dinâmica da doença em meio urbano além de fornecer informações úteis para a prevenção e controle da LV em seres humanos.

Fisheries potential of village dams in northern Ghana

Results of a twelve-month assessment of the fisheries and aquaculture potential of small waterbodies (SWBs) in the West Gonja District of Northern Ghana are presented. The primary objectives of the project were to established whether the fisheries within the reservoir basins in the West Gonja and Nanumba Districts (Northern Region) could be enhanced and aquaculture associated with the SWBs could be viable.

Length-weight relationships of major carps in Kaptai Lake, Bangladesh

Length-weight relationships and condition factors are presented for Indian major carp Catla catla, Labeo rohita, L. calbasu and Cirrhinus mrigala (Cyprinidae) in a reservoir of Bangladesh (Kaptai Lake).

Detection of particles with a cloud chamber

Cloud chambers were essential devices in early nuclear and particle physics research. Superseded by more modern detectors in actual research, they still remain very interesting pedagogical apparatus. This thesis attempts to give a global view on this topic. To do so, a review of the physical foundations of the diffusion cloud chamber, in which an alcohol is supersaturated by cooling it with a thermal reservoir, is carried out. Its main results are then applied to analyse the working conditions inside the chamber. The analysis remarks the importance of using an appropriate alcohol, such as isopropanol, as well as a strong cooling system, which for isopropanol needs to reach −40ºC. That theoretical study is complemented with experimental tests that were performed with what is the usual design of a home-made cloud chamber. An effective setup is established, which highlights details such as a grazing illumination, a direct contact with the cooling reservoir through a wide metal plate, or the importance of avoiding vapour removal. Apart from that, video results of different phenomena that cloud chamber allow to observe are also presented. Overall, it is aimed to present a physical insight that pedagogical papers usually lack.

Small water bodies for sustainable fisheries production

A brief account is given of some of the discussions presented at a workshop regarding reservoir fisheries in Asia held in Hangzhou, China in Oct 1990. The presentations covered the range of reservoir fisheries management options, from basic limnological research and capture fisheries to intensive cage culture. Particular reference is made to the situation in China, describing current techniques used for stocking and developing reservoir fisheries.

Níveis séricos de adipocinas e ácidos graxos em pacientes comperiodontite crônica generalizada

O tecido adiposo é um grande reservatório de mediadores biologicamente ativos, tais como as adipocinas.As principaissãoa leptina, a resistina e a adiponectina,que estão presentes em processos inflamatórios e podem estar diretamente ligadas à doença periodontal. Os ácidos graxos teriam um papel regulador sobre essas adipocinas. O objetivo do trabalho foicomparar as concentrações de leptina, resistina e adiponectina e de ácido docosahexaenoico (DHA), ácido docosapentaenoico(DPA), ácido eicosapentaenoico(EPA) e ácido araquidônico (AA),no sangue dos pacientes com periodontite crônica generalizada e com gengivite. Como objetivo secundário, avaliar a razão entreessas substâncias no soro desses pacientes.Participaram do estudo 15 pacientes sistemicamente saudáveis com periodontite crônica generalizada (grupo teste, idade média: 45.7 9.4 anos) e 15 com gengivite (grupo controle, idade média 32.1 7.8 anos). Foram registrados os parâmetros médicos e periodontais e amostras sanguíneas foram coletadas. As concentraçõesno soro de ácidos graxos foram analisadas por cromatografia gasosa e as adipocinas foram analisadas pelo método multiensaio multiplex. Ascomparações entre as variáveis foram analisadas pelo teste Mann-Whitneye as correlações pelo teste de Spearman. Não houve diferença significante entre os níveis de adipocinas entre os grupos. Quanto aos níveis de DHA, DPA, EPA e AA, houve diferença significativamente maior para o grupo de pacientes com periodontite comparado ao grupo com gengivite.As razões entre res/DHA, res/AA, adipon/DHA, adipon/AA e adipon/DPA foram significantemente menores para o grupo periodontite. Não houve correlação entre as adipocinas e os parâmetros clínicos analisados e entre os níveis de adipocinas e ácidos graxos. Concluímos que aperiodontite crônica generalizada apresenta diferenças significativamente maiores nos níveis dos ácidos graxos quando comparada à gengivite.As adipocinas, resistina e adiponectina,apresentaram uma tendência a valores menores no grupo periodontite. Os resultados das razões sugerem uma menor proporção de resistina e adiponectina em relação aos ácidos graxos na periodontite.

Pen fish culture in reservoirs: an alternative to land based nurseries

An experiment to rear carp seed was conducted in Tamil Nadu, India during October 2001 to April 2002 as a part of an ambitious programme aimed at standardization of pen fish rearing technology for production of stocking material of desired size at a lower cost. The experiment used six pens erected using locally available materials in the exposed marginal area of an existing reservoir. The high survival rate of carps (67.2-94.7%) and reasonable returns on investment (26.2%) obtained in the experiment indicated that fish seed rearing in pens erected in suitable areas of existing reservoirs could serve as a cheaper alternative to the expensive land-based nursery ponds.

Avaliação do possível impacto das técnicas de MEOR (Microbial Enhanced Oil Recovery) no fator de recuperação das reservas de petróleo e gás do Brasil

Os métodos tradicionais de estimular a produção de petróleo, envolvendo a injeção de água, vapor, gás ou outros produtos, estabeleceram a base conceitual para novos métodos de extração de óleo, utilizando micro-organismos e processos biológicos. As tecnologias que empregam os processos de bioestimulação e bioaumentação já são amplamente utilizadas em inúmeras aplicações industriais, farmacêuticas e agroindustriais, e mais recentemente, na indústria do petróleo. Dada a enorme dimensão econômica da indústria do petróleo, qualquer tecnologia que possa aumentar a produção ou o fator de recuperação de um campo petrolífero gera a expectativa de grandes benefícios técnicos, econômicos e estratégicos. Buscando avaliar o possível impacto de MEOR (microbial enhanced oil recovery) no fator de recuperação das reservas de óleo e gás no Brasil, e quais técnicas poderiam ser mais indicadas, foi feito um amplo estudo dessas técnicas e de diversos aspectos da geologia no Brasil. Também foram realizados estudos preliminares de uma técnica de MEOR (bioacidificação) com possível aplicabilidade em reservatórios brasileiros. Os resultados demonstram que as técnicas de MEOR podem ser eficazes na produção, solubilização, emulsificação ou transformação de diversos compostos, e que podem promover outros efeitos físicos no óleo ou na matriz da rocha reservatório. Também foram identificadas bacias petrolíferas brasileiras e recursos não convencionais com maior potencial para utilização de determinadas técnicas de MEOR. Finalmente, foram identificadas algumas técnicas de MEOR que merecem maiores estudos, entre as técnicas mais consolidadas (como a produção de biossurfatantes e biopolímeros, e o controle da biocorrosão), e as que ainda não foram completamente viabilizadas (como a gaseificação de carvão, óleo e matéria orgânica; a dissociação microbiana de hidratos de gás; a bioconversão de CO2 em metano; e a bioacidificação). Apesar de seu potencial ainda não ser amplamente reconhecido, as técnicas de MEOR representam o limiar de uma nova era na estimulação da produção de recursos petrolíferos existentes, e até mesmo para os planos de desenvolvimento de novas áreas petrolíferas e recursos energéticos. Este trabalho fornece o embasamento técnico para sugerir novas iniciativas, reconhecer o potencial estratégico de MEOR, e para ajudar a realizar seu pleno potencial e seus benefícios.

Análise matemática de soluções descontínuas de leis de conservação hiperbólicas e resoluções numéricas para a captura de ondas de choque em escoamentos multifásicos em meios porosos

O processo de recuperação secundária de petróleo é comumente realizado com a injeção de água ou gás no reservatório a fim de manter a pressão necessária para sua extração. Para que o investimento seja viável, os gastos com a extração precisam ser menores do que o retorno financeiro obtido com a produção de petróleo. Objetivando-se estudar possíveis cenários para o processo de exploração, costuma-se utilizar simulações dos processos de extração. As equações que modelam esse processo de recuperação são de caráter hiperbólico e não lineares, as quais podem ser interpretadas como Leis de Conservação, cujas soluções são complexas por suas naturezas descontínuas. Essas descontinuidades ou saltos são conhecidas como ondas de choque. Neste trabalho foi abordada uma análise matemática para os fenômenos oriundos de leis de conservação, para em seguida utilizá-la no entendimento do referido problema. Foram estudadas soluções fracas que, fisicamente, podem ser interpretadas como ondas de choque ou rarefação, então, para que fossem distinguidas as fisicamente admissíveis, foi considerado o princípio de entropia, nas suas diversas formas. As simulações foram realizadas nos âmbitos dos escoamentos bifásicos e trifásicos, em que os fluidos são imiscíveis e os efeitos gravitacionais e difusivos, devido à pressão capilar, foram desprezados. Inicialmente, foi feito um estudo comparativo de resoluções numéricas na captura de ondas de choque em escoamento bifásico água-óleo. Neste estudo destacam-se o método Composto LWLF-k, o esquema NonStandard e a introdução da nova função de renormalização para o esquema NonStandard, onde obteve resultados satisfatórios, principalmente em regiões onde a viscosidade do óleo é muito maior do que a viscosidade da água. No escoamento bidimensional, um novo método é proposto, partindo de uma generalização do esquema NonStandard unidimensional. Por fim, é feita uma adaptação dos métodos LWLF-4 e NonStandard para a simulação em escoamentos trifásicos em domínios unidimensional. O esquema NonStandard foi considerado mais eficiente nos problemas abordados, uma vez que sua versão bidimensional mostrou-se satisfatória na captura de ondas de choque em escoamentos bifásicos em meios porosos.

Influência do Complexo Vulcânico de Abrolhos na evolução tectono-sedimentar da porção centro-sul da bacia do Espírito Santo

A busca por novas acumulações de hidrocarbonetos necessita de esforços exploratórios contínuos, gerando novas possibilidades e modelos geológicos e diminuindo os riscos associados à atividade exploratória. O interesse no entendimento da formação de armadilhas, migração e reservatórios de hidrocarbonetos, associado à halocinese motivou a realização deste trabalho. Apresenta-se como principal objetivo deste trabalho a caracterização e a descrição da evolução halocinética na porção centro-sul da bacia do Espírito Santo. Dados de poços, sísmicos e gravimetria foram utilizados com o intuito de gerar uma interpretação geológica integrada, possibilitando entender à influência do Complexo Vulcânico de Abrolhos (CVA) na evolução tectonossedimentar da área, por meio da técnica de restauração de seção geológica. Na área estudada, ocorreu uma intensa atividade halocinética, já a partir do Albiano, em resposta a distensão causada pela subsidência da bacia e a abertura do Atlântico Sul. Durante o Neocretáceo, cunhas clásticas do Rio Doce adentraram na bacia provocando um novo pulso halocinético, resultando num aumento da taxa de sedimentação nas mini-bacias. Em outras regiões esta progradação causou a migração da camada-mãe de sal para porções distais da bacia, acarretando uma deficiência no suprimento de sal. Isto ocasionou o colapso de alguns diápiros associados a uma quiescência tectônica na área. A principal fase tectônica na área ocorreu no Eoterciário, época em que ocorre a implantação do CVA, formando estilos estruturais característicos de terrenos compressivos, com falhas de empurrão, popups, dobras e gotas de sal. Esta nova configuração tectônica na área mudou os eixos dos principais depocentros, que passaram a ser controlados pelos altos estruturais gerados pela tectônica compressiva, e pelos seus baixos relativos, que passaram a receber os sedimentos sin-tectônicos. (As associações destas características de remobilização tectonossedimentar formou uma nova compartimentação, a saber: a) Zona de translação; b) Zona dobrada e c) Zona de Cavalgamento com falhas de empurrão . Esta nova configuração tectônica tem sua formação diretamente relacionada à implantação do CVA.