Adição de vermiculita expandida mícron em pastas de baixa densidade para cimentação de poços de petróleo

The northeastern region of Brazil has a large number of wells producing oil using a method of secondary recovery steam injection, since the oil produced in this region is essentially viscous. This recovery method puts the cement / coating on thermal cycling, due to the difference in coefficient of thermal expansion between cement and metal coating causes the appearance of cracks at this interface, allowing the passage of the annular fluid, which is associated with serious risk socioeconomic and environmental. In view of these cracks, a correction operation is required, resulting in more costs and temporary halt of production of the well. Alternatively, the oil industry has developed technology for adding new materials in cement pastes, oil well, providing high ductility and low density in order to withstand the thermo-mechanical loads generated by the injection of water vapor. In this context, vermiculite, a clay mineral found in abundance in Brazil has been applied in its expanded form in the construction industry for the manufacture of lightweight concrete with excellent insulation and noise due to its high melting point and the presence of air in their layers lamellar. Therefore, the vermiculite is used for the purpose of providing low-density cement paste and withstand high temperatures caused by steam injection. Thus, the present study compared the default folder containing cement and water with the folders with 6%, 8% and 10% vermiculite micron conducting tests of free water, rheology and compressive strength where it obtained the concentration of 8 % with the best results. Subsequently, the selected concentration, was compared with the results recommended by the API standard tests of filtered and stability. And finally, analyzed the results from tests of specific gravity and time of thickening. Before the study we were able to make a folder with a low density that can be used in cementing oil well in order to withstand the thermo-mechanical loads generated by steam injection

Adição do resíduo de biomassa da cana-de-açúcar em pastas para cimentação de poços petrolíferos produtores de óleos pesados

The Potiguar basin has large fields of viscous oil where the used method for recovering is based on vapor injection; this operation is carried out by injecting vapor in the oilwell directly, without the protection of a revetment through thermal insulation, what causes its dilation and, consequently, cracks in the cement placed on the annular, and lost of hydraulic insulation; this crack is occasioned by the phenomenon of retrogression of the compressive resistance due to the conversion of the hydrated calcium silicate in phases calcium-rich, caused by the high temperatures in the wells, subjected to thermal recuperation. This work has evaluated the application of composite pastes with addition of residue of biomass of ground sugar-cane bagasse as anti-retrogression mineral admixture for cementation of oil-wells subjected to thermal recuperation. The addition of the mineral residue was carried out considering a relative amount of 10, 20, 30, 40 and 59% in relation to cement mass, trying to improve the microstructure of the paste, still being developed a reference paste only with cement and a paste with addition of 40% of silica flour - renowned material in the oil industry as anti-retrogression additive. Pozzolanic activity of the ash was evaluated through XRD, TG/DTG, as the resistance to compression, and it was also determined the physical and mechanical behavior of the pastes when submitted to cure at low temperatures (22 and 38º C); besides it was evaluated the behavior of the pastes when submitted to two cycles of cure at high temperature (280ºC) and pressure (7 MPa). It was verified that the ash of the sugar-cane biomass presents pozzolanic reaction and has great efficiency in decrease the permeability of the paste by filler effect, as well as that addition of ash in a relative amount of 10, 20 e 30% increases cured compressive resistance at low temperatures. It was also showed that the ash in a relative amount of 40% and 59% has very significant efficiency as anti-retrogression additive, since it prevents the decrease of compressive resistance and forms hydrated calcium silicate type xenotlita and tobermorita which have more resistance and stability in high temperatures

UBS RN-7: proposta arquitetônica para um padrão flexível de unidade básica de saúde para a zona bioclimática 7 do RN, com ênfase na sustentabilidade ambiental

Standardization and sustainability: these two apparently antagonistic words find the challenge of uniting in a flexible architectonic proposal. This was the idea that motivated the proposal of this assignment, whose appearing is bound up with the necessity of thinking about standardized spaces that attend on functional criterias and environmental sustainability, in reply to an existing real demand. The assignment consists of an architectonic proposal for a flexible standard of a Basic Unit of Health for the bioclimatic zone 7 of RN (UBS RN-7), with emphasis in the environmental sustainability. The project contemplates innumerable involved variables, such as: obedience to the current law of the Health Ministry for the UBSs; formal/aesthetic aspects; criterias of expansiveness of the UBS I for the UBS II; relative aspects to the constructive rationality and, mainly, sustainability aspects. With the intention to unite the variables and, also, glimpsing a proposal that could reach a good functional performance, aesthetic, of environment comfort and energetic efficiency, it was also necessary to consider concepts about the flexibility of the envelopment. The elaboration of the architecture first draft was based on bibliographical research, conceptual studies and references, elaboration of the architectonic program and the draft development for the UBS port I and the UBS port II. To the end, an implantation data sheet for the project is proposed for the UBS standard project, where strategies of thermal isolation, shadowing and thermal inertia are adopted and combined to three possible types of lot, resulting in 24 possibilities of implantation

Produção de fibras de alumina biomórfica a partir do sisal

Sisal is a renewable agricultural resource adapted to the hostile climatic and soil conditions particularly encountered in the semi-arid areas of the state of Rio Grande do Norte. Consequently, sisal has played a strategic role in the economy of the region, as one of few options of income available in the semi-arid. Find new options and adding value to products manufactured from sisal are goals that contribute not only to the scientific and technological development of the Northeastern region, but also to the increase of the family income for people that live in the semi-arid areas where sisal is grown. Lignocellulosic fibers are extracted from sisal and commonly used to produce both handcrafted and industrial goods including ropes, mats and carpets. Alternatively, addedvalue products can be made using sisal to produce alumina fibers (Al2O3) by biotemplating, which consists in the reproduction of the natural fiber-like structure of the starting material. The objective of this study was to evaluate the conditions necessary to convert sisal into alumina fibers by biotemplating. Alumina fibers were obtaining after pretreating sisal fibers and infiltrating them with a Al2Cl6 saturated solution, alumina sol from aluminum isopropoxide or aluminum gas. Heat-treating temperatures varied from 1200 ºC to 1650 °C. The resulting fibers were then characterized by X-ray diffraction and scanning electronic microscopy. Fibers obtained by liquid infiltration revealed conversion only of the surface of the fiber into α-Al2O3, which yielded limited resistance to handling. Gas infiltration resulted in stronger fibers with better reproduction of the inner structure of the original fiber. All converted fibers consisted of 100% α-Al2O3 suggesting a wide range of technological applications especially those that require thermal isolation

Caracterização térmica de tubos de explorações petrolíferas em águas profundas

Este trabalho foi realizado devido aos novos desafios existentes na área petrolífera, pois tem-se verificado novas necessidades na transferência de calor em tubagens em águas profundas. Com estes novos cenários de produção em águas profundas, existe a preocupação de garantir o escoamento do produto evitando cenários de obstrução nas tubagens. Os principais problemas aquando da exploração petrolífera prendem-se com a ocorrência de parafinas nas paredes dos tubos bem como a formação de hidratos. É descrito neste trabalho as soluções existentes para a transferência do produto e comparação das mesmas. Numa segunda fase é realizado um modelo matemático para análise térmica das tubagens comparando os materiais isolantes propostos, afim de garantir a temperatura mínima do fluido circulante. De salientar que houve a preocupação de ter em conta uma paragem na exploração do petróleo, por motivos de manutenção por exemplo, e garantir dessa maneira a temperatura mínima do mesmo. Este trabalho propõe soluções de isolamento térmico e discute todos os desafios e problemas existentes.

Caracterização térmica de tubos de explorações petrolíferas em águas profundas

Este trabalho foi realizado devido aos novos desafios existentes na área petrolífera, pois tem-se verificado novas necessidades na transferência de calor em tubagens em águas profundas. Com estes novos cenários de produção em águas profundas, existe a preocupação de garantir o escoamento do produto evitando cenários de obstrução nas tubagens. Os principais problemas aquando da exploração petrolífera prendem-se com a ocorrência de parafinas nas paredes dos tubos bem como a formação de hidratos. É descrito neste trabalho as soluções existentes para a transferência do produto e comparação das mesmas. Numa segunda fase é realizado um modelo matemático para análise térmica das tubagens comparando os materiais isolantes propostos, afim de garantir a temperatura mínima do fluido circulante. De salientar que houve a preocupação de ter em conta uma paragem na exploração do petróleo, por motivos de manutenção por exemplo, e garantir dessa maneira a temperatura mínima do mesmo. Este trabalho propõe soluções de isolamento térmico e discute todos os desafios e problemas existentes.

Análise preliminar para a estimativa da perda de calor sensível de um fluido homogêneo térmico em um reservatório de geometria cilindrica

This work analyzed the loss of sensible heat from one fluid to be considered homogeneous heat distribution on a thermal reservoir with cylindrical geometries composite insulating layers. We studied two thermal reservoirs with a volume of 20 liters, and the first has a layer thickness of 75 mm of expanding polyurethane foam wrapped in the polycarbonate container and the second container has only layer thickness of 5 mm of polycarbonate, as insulation of fluid of the external environment. The experimental results are compared with theoretical results obtained through a calculation script, displayed and detailed during the work development, from the theory of energy balance. The maximum error introduced between the theoretical and experimental results were 3.5% and 1.4% respectively for the Boilers with or without a polyurethane coating

Verificação experimental do comportamento térmico de uma fachada de dupla pele com ventilação natural

Neste trabalho, avaliou-se o comportamento térmico de uma fachada de dupla pele com ventilação natural. A avaliação foi efectuada para uma célula de teste que permite adaptar várias configurações de fachada para a qual foram registados dados num determinado período de tempo através de um sistema de aquisição de dados. Os dados registados foram devidamente tratados e comparados para as diversas configurações. Para as configurações testadas, utilizaram-se dois parâmetros adimensionais que permitiram a comparação da capacidade de pré aquecer o ar (aplicável à estação de aquecimento) e de isolar dinamicamente (aplicável à estação de arrefecimento). Foram comparados os desempenhos da fachada quando a funcionar com os sistemas de sombreamento por persiana veneziana e por cortina têxtil. Em pré aquecimento, o fluxo de insuflação mostrou-se uma boa opção. Em isolamento dinâmico, a fachada retira o melhor partido do fluxo de extracção. Os resultados obtidos para os sistemas de sombreamento recaem a favor do sombreamento por persiana veneziana. As medições efectuadas na célula de teste vêm permitir futuros estudos de comparação com métodos de simulação numérica. Os resultados obtidos demonstram a sensibilidade das fachadas de dupla pele ao clima onde se inserem. Contudo, os resultados obtidos não demonstram por si só a veracidade do desempenho desta tecnologia no clima em Portugal.

Sistema etics- influência no comportamento térmico dos edifícios: um caso de estudo

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Efeito da umidificação, tratamento térmico e deformação sobre a decorticação da castanha de caju 'CCP-76' por meio de impacto único e direcionado

O sistema mecanizado, de múltiplos impactos, utilizado pela indústria brasileira no beneficiamento da castanha de caju, provoca danos às amêndoas e obtenção de apenas 50 a 60% de amêndoas inteiras. Para investigar o desempenho da aplicação de deformação limitada, por meio de impacto único e direcionado, um dispositivo especial foi projetado e construído. Determinou-se, inicialmente, a deformação específica correspondente ao melhor desempenho na decorticação. Utilizando-se desse valor, denominado de deformação específica limite, investigou-se o efeito de várias combinações de tempos de umidificação e tratamento térmico, utilizados na preparação da castanha do clone CCP-76, no desempenho da decorticação com impacto único e direcionado. Caracterizaram-se as castanhas pelas dimensões principais e peso, antes a após os tratamentos. O dispositivo construído mostrou-se eficaz e de fácil operação, sendo o maior índice de 77,55%, de amêndoas inteiras liberadas, foi obtido com deformação de 19%. Verificou-se que, após a preparação, as castanhas apresentaram perda média de massa de 25,7%, aumento no comprimento, largura e na espessura de 7,03%; 5,77% e 7,35%, respectivamente. Pela metodologia de superfície de resposta, não foram observadas diferenças de desempenho na decorticação.

Características físicas e mecânicas do endocarpo e da amêndoa da castanha de caju 'CCP 76' antes e após tratamento térmico

As características viscoelásticas da casca da castanha de caju in natura dificultam a sua decorticação por compressão. Para facilitar a abertura da casca e a liberação da amêndoa, as castanhas são submetidas à hidratação e tratamento térmico em banho de líquido da casca da castanha (LCC) a 210 ºC. Com o objetivo de conhecer o comportamento do produto, para futuros desenvolvimentos de mecanismos decorticadores, procurou-se caracterizar a castanha do clone 'CCP 76' por meio das principais dimensões, massa, volume e ensaios mecânicos do endocarpo e da amêndoa, antes e após o tratamento térmico. Os tratamentos consistiram em várias combinações de tempo de hidratação e tempo de residência em banho de LCC. Aplicou-se a metodologia de superfície de resposta para identificar o melhor tratamento. Construíram-se dispositivos de abertura manual da castanha, cisalhamento do endocarpo e penetração da amêndoa para a realização dos ensaios mecânicos. Observaram-se alterações no comprimento, na largura e na espessura, assim como na massa e no volume, antes e após os tratamentos. Os resultados do ensaio de cisalhamento do endocarpo e da rigidez da amêndoa indicam diferença entre o material in natura e o tratado termicamente. As alterações nas dimensões de massa e de volume apontam para a necessidade de uma classificação após o tratamento térmico, quando essas constituírem parâmetros relevantes no processo de decorticação. A tendência da superfície de resposta mostrou que o ensaio com 79 h de hidratação e 165 s de residência em LCC a 210 ºC foi o mais próximo da região de ótimo.

Isolamento e seleção de fungos filamentosos termorresistentes em etapas do processo produtivo de néctar de maçã

Os fungos filamentosos termorresistentes são capazes de sobreviver aos processos de pasteurização aplicados aos produtos de frutas. Este estudo visou isolar e identificar fungos termorresistentes durante o processamento de néctar de maçã (pH 3,4 e 11,6 °Brix), de forma a selecionar o bolor mais termorresistente. O isolamento foi obtido após choque térmico de 70 °C/2 horas e incubação a 30 °C em PDA (3% de ágar) acrescido de rosa de bengala. A identificação foi baseada na morfologia e nas estruturas micro e macroscópicas observadas após incubação das cepas em três diferentes meios (G25N, CYA e MEA) e temperaturas. O fungo mais termorresistente foi selecionado pela aplicação de choques térmicos (de 80 °C/20 minutos até 97 °C/15 minutos). Foram detectadas 11 linhagens de bolores, sendo 5 termorresistentes. Dentre estas, três cepas, isoladas da matéria-prima e do concentrado de maçã, foram identificadas como Neosartorya fischeri; uma cepa isolada da matéria-prima foi identificada como Byssochlamys fulva, e uma cepa isolada do produto após a primeira pasteurização foi identificada como Eupenicillium sp. As cepas mais resistentes foram as de N. fischeri e B. fulva, que sobreviveram ao tratamento de 95 °C/20 minutos. Dentre as seis cepas restantes, uma foi identificada como Aspergillus sp., entretanto, nenhuma destas apresentou termorresistência.

Relaxação estrutural de camadas pseudomórficas de SiGe/Si(100) induzida pela implantação iônica de He ou Si e tratamento térmico

O Si tensionado (sSi) é um material com propriedades de transporte eletrônico bastante superiores as do Si, sendo considerado como uma alternativa importante para a produção de dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor) de mais alta performance (e.g. freqüências de operação f>100 GHz). O sSi é obtido através do crescimento epitaxial de Si sobre um substrato de mesma estrutura cristalina, porém com parâmetro de rede diferente. Esta tese apresenta uma investigação detalhada de um novo método que possibilita a produção de camadas relaxadas de Si1xGex com espessuras inferiores a 300 nm, consideradas como a melhor alternativa tecnológica para a produção de sSi. Este método envolve a implantação de íons de He+ ou de Si+ em heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) e tratamentos térmicos. Foram estudados os efeitos dos diversos parâmetros experimentais de implantação e tratamentos térmicos sobre o processo de relaxação estrutural, utilizando-se heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) crescidas via deposição de vapor químico, com distintas concentrações de Ge (0,19x 0,29) e com espessuras entre 70 e 425 nm. Com base no presente estudo foi possível identificar diversos mecanismos atômicos que influenciam o processo de relaxação estrutural das camadas de Si1-xGex/Si(001). O processo de relaxação é discutido em termos de um mecanismo complexo que envolve formação, propagação e interação de discordâncias a partir de defeitos introduzidos pela implantação. No caso das implantações de He, por exemplo, descobrimos que podem ocorrer perdas de He durante as implantações e que este efeito influencia negativamente a relaxação de camadas finas. Além disso, também demonstramos que os melhores resultados são obtidos para energias e fluências de implantação que resultam na formação de bolhas planas localizadas no substrato de Si a uma distância da interface equivalente a uma vez a espessura da camada de SiGe. O grau de relaxação satura em 50% para camadas de SiGe com espessura 100 nm. Este resultado é discutido em termos da energia elástica acumulada na camada de SiGe e da retenção de He. No caso de implantações de Si, discutimos a formação de defeitos tipo {311} e sua transformação térmica em discordâncias. Este estudo resultou numa visão abrangente dos principais fatores limitantes do processo, bem como na otimização dos valores de parâmetros experimentais para a produção de camadas de SiGe com alto grau de relaxação e com baixa densidade de defeitos.

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

Estimativa do balanço térmico por radiação em vacas Holandesas expostas ao sol e à sombra em ambiente tropical

É apresentado um método para a estimativa do balanço térmico por radiação em vacas da raça Holandesa expostas ao sol e sob a sombra em uma pastagem, com o objetivo de estabelecer um padrão morfológico mais adequado para esses animais em região tropical. O método envolve a determinação das características do pelame (área de superfície de malhas negras, espessura da capa, comprimento e diâmetro dos pêlos, número de pêlos por unidade de área), temperatura da superfície da capa e da epiderme e variáveis ambientais (irradiância solar, temperatura do ar e de globo, vento). Foi determinada a quantidade de radiação de ondas curtas efetivamente transmitida através do pelame e que atinge as camadas profundas da epiderme. Demonstrou-se, por intermédio de um exemplo prático, que as áreas de pelame negro apresentaram balanço radiante mais elevado que as áreas brancas, mas estas últimas possuiam maior transmissividade para a radiação de ondas curtas. Animais predominantemente negros foram melhor protegidos contra a radiação de ondas curtas que os predominantemente brancos, especialmente quando a capa de pelame é pouco espessa (até 4 a 7 mm), mais adequada para ambientes tropicais.