Medidas de dispersão de gás em células mecânicas industriais e seus condicionantes.

A qualidade da dispersão de gás em células de flotação é comumente caracterizada através de parâmetros como velocidade superficial do gás (Jg), hold-up do gás (?g), distribuição de tamanho de bolha (db ou D3,2) e fluxo de superfície de bolha (Sb). Sendo um processo de separação de minerais que é dependente da interação (colisão + adesão) entre partículas hidrofóbicas e bolhas de ar, a flotação tem seu desempenho dependente de uma dispersão de gás apropriada na polpa de minério. Desta forma, este trabalho objetivou caracterizar o estado da dispersão de gás de duas células em um banco composto por quatro células Wemco de 42,5 m³ (subaeradas), operando em série na usina da Vale Fertilizantes (Cajati-SP). Realizaram-se três campanhas de medidas que foram conduzidas sob diferentes condições operacionais: a) Diâmetro do rotor (D) de 1,09 m e rotação (N) entre 145 RPM e 175 RPM; b) D = 0,99 m e N entre 110 RPM e 190 RPM; c) D = 0,99 m e N de 120 RPM e de 130 RPM. Observaram-se os seguintes valores de dispersão de gás: 0,7 <= Jg <= 5,4 cm/s, 7 <= ?g <= 15%, 1,6 <= D3,2 <= 2,4 mm e Sb na faixa de 24 a 162 s-1. A magnitude de Jg medida na 1ª e 2ª campanhas mostrou-se acima dos valores reportados pela literatura, indicando necessidade de modificação de condições operacionais dos equipamentos, assim como cuidadosa manutenção. Posteriormente, a 3ª campanha indicou maior conformidade dos parâmetros de dispersão de gás em relação à literatura, constatando-se uma considerável melhora de desempenho do processo de flotação.

Desenvolvimento de um método para diagnose de falhas na operação de navios transportadores de gás natural liquefeito através de redes bayesianas.

O Gás Natural Liquefeito (GNL) tem, aos poucos, se tornado uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Os navios metaneiros são os responsáveis pelo transporte do GNL desde as plantas de liquefação até as de regaseificação. Dada a importância, bem como a periculosidade, das operações de transporte e de carga e descarga de navios metaneiros, torna-se necessário não só um bom plano de manutenção como também um sistema de detecção de falhas que podem ocorrer durante estes processos. Este trabalho apresenta um método de diagnose de falhas para a operação de carga e descarga de navios transportadores de GNL através da utilização de Redes Bayesianas em conjunto com técnicas de análise de confiabilidade, como a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA) e a Análise de Árvores de Falhas (FTA). O método proposto indica, através da leitura de sensores presentes no sistema de carga e descarga, quais os componentes que mais provavelmente estão em falha. O método fornece uma abordagem bem estruturada para a construção das Redes Bayesianas utilizadas na diagnose de falhas do sistema.

Estratégia de manutenção de equipamentos elétricos em unidades offshore de produção de petróleo e gás baseada na filosofia de operações integradas.

A função Manutenção é extremamente relevante para garantir o cumprimento do planejamento da produção de óleo e gás natural de uma unidade marítima de produção, pois impacta diretamente na eficácia do processo produtivo. Quando se trata de uma instalação offshore, a manutenção passa a ser ainda mais importante, pois falhas em equipamentos e sistemas industriais podem, além de causar perdas econômicas, causar graves acidentes às pessoas e ao meio ambiente. Gerir a manutenção de uma planta industrial flutuante, localizada a 300 quilômetros da costa, como no caso daquelas localizadas nos campos do pré-sal brasileiro, é uma tarefa que requer a aplicação das técnicas mais modernas de gerenciamento de manutenção e processos de trabalho ágeis e dinâmicos para garantir o suporte técnico adequado a partir de instalações localizadas em ambientes onshore. Neste contexto, esta tese tem como objetivo avaliar e propor uma metodologia para definição da estratégia de manutenção a ser implementada em novas unidades de produção de petróleo e gás natural destinadas a operar em ambiente offshore. Esta metodologia, pautada na manutenção centrada em confiabilidade, tem como objetivo garantir que a estratégia de manutenção, além de garantir a máxima disponibilidade e eficiência dos equipamentos e sistemas, também seja compatível com a filosofia das Operações Integradas, recentemente desenvolvida pela indústria norueguesa de exploração e produção de petróleo para otimizar a produção de seus campos que já estão em fase de amadurecimento. Dessa forma, este trabalho contribuirá para que, com base na metodologia proposta para definição da estratégia de manutenção, novas plataformas de petróleo e gás natural possam operar com ainda mais segurança e eficiência, garantindo o melhor aproveitamento possível das reservas de petróleo. Este trabalho inclui uma análise de custos simplificada para os estudos de caso propostos, não fazendo parte do escopo do trabalho uma análise de custos detalhada para toda instalação.

Sistema sensor em fibra ótica para deteção de gás

O presente trabalho descreve duas técnicas de deteção de gás baseadas em fibra ótica e apresenta dois sistemas sensores testados em ambiente laboratorial, usando técnicas de processamento de sinal usualmente associadas à espetroscopia de absorção. O estudo inicial do estado da arte dos sensores baseados em fibra ótica para a deteção de gases apresenta soluções com elevada seletividade, sensibilidade e resolução que permitem tempos de resposta curtos e esquemas de multiplexagem versáteis. A técnica de espetroscopia de absorção direta (DAS) permite a deteção de gases de forma simples e com alguma eficácia, mas com uma baixa relação-sinal-ruido. A espetroscopia por modulação de comprimento de onda (WMS) é uma técnica muito eficaz e de elevada sensibilidade para a deteção de gases, dado que a deteção é deslocada para frequências afastadas do ruído base, melhorando significativamente a relação-sinal-ruído. Estas técnicas foram escolhidas para a implementação de dois sistemas optoeletrónicos, totalmente controlados pelas respetivas aplicações em LabVIEW para a deteção e monitorização de amónia (NH3), dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). O trabalho é finalizado com a caraterização laboratorial dos sistemas e avaliação do desempenho, permitindo a otimização dos sistemas e técnicas implementados. De referir que o trabalho realizado nas instalações da Unidade de Optoeletrónica e Sistemas Eletrónicos (UOSE) do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC), Tecnologia e Ciência (TEC), laboratório associado coordenado pelo INESC Porto, permitiu, excelentes condições de trabalho, essenciais para implementar de forma prática os diversos conceitos estudados, bem como testar e caraterizar todos os sistemas desenvolvidos em ambiente laboratorial. O trabalho desenvolvido enquadra-se no âmbito do projeto europeu ECOAL-MGT (Gestão ecológica de pilhas de resíduos de carvão), que será implementado para monitorização remota de parâmetros fundamentais de uma escombreira de carvão em auto-combustão em S.ºPedro da Cova, Portugal.

Quantitative assessment of sense and antisense transcripts from genes involved in antigenic variation (vsp genes) and encystation (cwp 1 gene) of Giardia lamblia clone GS/M-83-H7.

Antigenic variation of the intestinal protozoan parasite Giardia lamblia is caused by an exchange of the parasite's variant surface protein (VSP) coat. Many investigations on antigenic variation were performed with G. lamblia clone GS/M-83-H7 which produces surface antigen VSP H7. To generate novel information on giardial vsp gene transcription, vsp RNA levels were assessed by quantitative reverse transcription-(RT)-PCR in both axenic VSP H7-type trophozoites and subvariants obtained after negative selection of GS/M-83-H7 trophozoites by treatment with a cytotoxic, VSP H7-specific monoclonal antibody. Our investigation was not restricted to the assessment of the sense vsp transcript levels but also included an approach aimed at the detection of complementary antisense vsp transcripts within the two trophozoite populations. We found that sense vsp H7 RNA predominated in VSP H7-type trophozoites while sense RNA from only one (vsp IVg) of 8 subvariant vsp genes totally analysed predominated in subvariant-type trophozoites. Interestingly, the two trophozoite populations exhibited a similar relative distribution regarding the vsp H7 and vsp IVg antisense RNA molecules. An analogous sense versus antisense RNA pattern was also observed when the transcripts of gene cwp 1 (encoding cyst wall protein 1) were investigated. Here, both types of RNA molecules only appeared after cwp 1 had been induced through in vitro encystation of the parasite. These findings for the first time demonstrated that giardial antisense RNA production did not occur in a constitutive manner but was directly linked to complementary sense RNA production after activation of the respective gene systems.

Experimental infections of neonatal mice with cysts of Giardia lamblia clone GS/M-83-H7 are associated with an antigenic reset of the parasite.

Transmission of the protozoan parasite Giardia lamblia from one to another host individuum occurs through peroral ingestion of cysts which, following excystation in the small intestine, release two trophozoites each. Many studies have focused on the major surface antigen, VSP (for variant surface protein), which is responsible for the antigenic variability of the parasite. By using trophozoites of G. lamblia clone GS/M-83-H7 (expressing VSP H7) and the neonatal mouse model for experimental infections, we quantitatively assessed the process of antigenic variation of the parasite on the transcriptional level. In the present study, variant-specific regions identified on different GS/M-83-H7 vsp sequences served as targets for quantitative reverse transcription-PCR to monitor alterations in vsp mRNA levels during infection. Respective results demonstrated that antigenic switching of both the duodenal trophozoite and the cecal cyst populations was associated with a massive reduction in vsp H7 mRNA levels but not with a simultaneous increase in transcripts of any of the subvariant vsp genes analyzed. Most importantly, we also explored giardial variant-type formation and vsp mRNA levels after infection of mice with cysts. This infection mode led to an antigenic reset of the parasite in that a VSP H7-negative inoculum "converted" into a population of intestinal trophozoites that essentially consisted of the original VSP H7 type. This antigenic reset appears to be associated with excystation rather than with a selective process which favors expansion of a residual population of VSP H7 types within the antigenically diversified cyst inoculum. Based on these findings, the VSP H7 type has to be regarded as a predominant variant of G. lamblia clone GS/M-83-H7 which (re-)emerges during early-stage infection and may contribute to an optimal establishment of the parasite within the intestine of the experimental murine host.

Use of a novel DNA melting profile assay for the identification of PCR-amplified genomic sequences encoding for variant-specific surface proteins from the clonal GS/M-83-H7 line of Giardia lamblia.

During infections, Giardia lamblia undergoes a continuous change of its major surface antigens, the variant-specific surface proteins (VSPs). Many studies on antigenic variation have been performed using G. lamblia clone GS/M-83-H7, which expresses surface antigen VSP H7. The present study was focused on the identification and characterization of vsp gene sequences within the genome of the clonal G. lamblia GS/M-83-H7 line. For this purpose, we applied a PCR which specifically amplified truncated sequences from the 3'-terminal region of the vsp genes. Upon cloning, most of the vsp gene amplification products were shown to be approximately identical in size and thus could not be distinguished from each other by conventional gel electrophoresis. In order to pre-estimate the sequence complexity within the large panel of vsp clones isolated, we elaborated a novel concept which facilitated our large-scale genetic screening approach: PCR products from cloned DNA molecules were generated and then subjected to a DNA melting profile assay based on the use of the LightCycler Instrument. This high-throughput assay system proved to be well suited to monitor sequence differences between the amplification products from closely related vsp genes and thus could be used for the primary, sequence-related discrimination of the corresponding clones. After testing 50 candidates, vsp clones could be divided into five groups, each characterized by an individual DNA melting profile of the corresponding amplification products. Sequence analysis of some of these 50 candidates confirmed data from the aforementioned assay in that clones were demonstrated to be identical within, but different between, the distinct groups. The nucleotide and deduced amino acid sequences of five representative vsp clones showed high similarities both among each other and also with the corresponding gene segment of the variant-specific surface antigen (VSP H7) expressed by the original GS/M-83-H7 variant type. Furthermore, three of the genomic vsp sequences turned out to be identical to vsp sequences that represented previously characterized transcription products from in vivo- or in vitro-switched GS/M-83-H7 trophozoites. In conclusion, the DNA melting profile assay seems to be a versatile tool for the PCR-based genotyping of moderately or highly diversified sequence orthologues.