[pt] Compreender como analisar trincas é essencial para a indústria petroquímica evitar qualquer incidente de uma forma econômica. Normas de Integridade Estrutural fornecem procedimentos conservadores para avaliar componentes trincados como tubulações e vasos de pressão. Portanto, previsões de cargas criticas foram calculadas assumindo uma placa com trinca passante seguindo procedimentos dos níveis 2 e 3 da API 579. Para comparação, testes experimentais foram realizados para avaliar o conservatismo da norma em falha por rasgamento dúctil. Além disso, a tenacidade à fratura foi medida por meio do JIc e curva J-R. A técnica usada durante o processo de fratura foi o método de flexibilidade elástica com descarregamento e carregamentos sequenciais. Adicionalmente, efeito de geometria e tipo de carregamento, os quais possuem grande influência nas medições de tenacidade, também foram avaliados usando conceitos da mecânica da fratura elastoplástica. O material utilizado nesse trabalho foi o API 5L X80, que é um aço de Alta Resistencia e Baixa Liga (ARBL) bifásico desenvolvido para tubulações aplicáveis em aguas profundas. Os ensaios experimentais de medição de tenacidade usando corpos de prova SE(B), que possuem média-alta restrição plástica, foram testados seguindo procedimentos da ASTM E1820-17. Já os experimentos usando corpos de prova SE(T), que possuem baixa restrição plástica, foram realizados considerando procedimentos da literatura. / [en] Understanding how to analyze cracks is essential for the petrochemical industry to avoid accidents or incidents in a safe and economical way. Structural Integrity standards provide conservative procedures to assess the actual strength of cracked components like pipes and pressure vessels. Therefore, critical loads predictions were computed on a plate with a through-wall crack following level 2 and 3 of the fitness-for-service guide API 579. For comparison, experimental tests were performed to evaluate the standard conservatism on a ductile tearing type of failure. Furthermore, the fracture toughness of the steel was measured through standard JIc tests and material s resistance curves (J-R curve). The technique used during the fracturing process was the elastic compliance method with unloading/reloading sequences. Additionally, the effects of the specimen s geometry and the type of loading, which can significantly change the value of its toughness, were also analyzed using concepts of elastoplastic fracture mechanics. The material used in this work was the API 5L X80, which is a High Strength Low Alloy (HSLA) dual-phase steel developed for deepwater pipelines. The fracture toughness measurement tests using SE(B) specimens, which have a medium-to-high plastic constraint, followed the ASTM E1820-17 procedures. The experiments with SE(T) specimens, which present a low plastic restriction, considered literature procedures.

[pt] Em tubulações industriais e dutos, a presença de biofilme pode ocasionar danos localizados (pites e alvéolos), levando a vazamentos e redução da área de fluxo devido à formação de biomassa. Aços grau API são os materiais usualmente utilizados nas tubulações industriais e dutos que podem ser afetados pelo fenômeno de corrosão induzida por microrganismos (CIM). A CIM ocorre devido a interações entre os grupos microbianos presentes no biofilme formado, a liberação de produtos metabolitos, e a relação destes com a superfície do metal. Foi realizado um estudo do comportamento de aços graus API B, X-65 e X-80, em presença de água do mar sintética com adição de cultura mista de bactérias (BRS; BPF; BPA) em sistema dinâmico, e comparados com meio sem adição de microrganismos. Foram realizadas analises químicas do fluido de processo e a quantificação microbiana das bactérias planctônicas e sésseis que demonstraram a relação entre os grupos bacterianos dentro dos biofilmes formados e sua cinética ao longo do tempo. Microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de dispersão de energia foi aplicada para visualização do biofilme e seus produtos de corrosão. A extensão, severidade e morfologia da corrosão dos aços API foi avaliada por microscopia ótica, sendo possível relacionar o efeito no processo corrosivo com o consorcio de microrganismos presente, tendo sido ainda avaliado a influência da microestrutura dos diferentes aços nos sítios preferenciais de nucleação de pites. / [en] In industrial and transportation pipelines, the presence of biofilms may cause localized damage (pitting), leading to leakages and reduction of flow area due to the formation of biomass. API grade steels pipes are the materials commonly used in industrial and transportation pipelines and may be affected by this type of phenomenon. The microbiologically influenced corrosion (MIC) occurs due to interactions between the microbial groups present in the biofilm, the release of metabolites and their relation with the metal surface. The present work study of the behavior of API pipe steels degrees B, X-65 and X-80 in synthetic sea water containing mixed culture of bacteria (SRB, APB, IOB) carried out on a dynamic system and compared to medium without added microorganisms. Chemical analysis of the process fluid and quantification of microbial planktonic and sessile bacteria performed showed the relation between bacterial groups within biofilms and their kinetics over time. Scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy was applied for visualization of biofilms and their corrosion products. The extent, severity and morphology of corrosion of API pipe steels were assessed by optical microscopy, being possible to relate the effect of the consortium of microorganisms on the corrosion process. Also the influence of microstructure of different steels in preferential nucleation sites for pitting were evaluated.

[pt] O cérebro da Drosophila é um sistema atrativo para o estudo da lógica do circuito neural, porque implementa o comportamento sensorial complexo com um sistema nervoso que compreende um número de componentes neurais que é de cinco ordens de grandeza menor do que o de vertebrados. A análise do conectoma da mosca, revelou que o seu cérebro compreende cerca de 40 subdivisões distintas chamadas unidades de processamento local (LPUs), cada uma das quais é caracterizada por circuitos de processamento únicos. As LPUs podem ser consideradas os blocos de construção funcionais da cérebro, uma vez que quase todas LPUs identificadas correspondem a regiões anatômicas do cérebro associadas com subsistemas funcionais específicos tais como a sensação e locomoção. Podemos, portanto, emular todo o cérebro da mosca, integrando suas LPUs constituintes. Embora o nosso conhecimento do circuito interno de muitas LPUs está longe de ser completa, análises dessas LPUs compostas pelos sistemas olfativos e visuais da mosca sugerem a existência de repetidos sub-circuitos que são essenciais para as funções de processamento de informações fornecidas por cada LPU. O desenvolvimento de modelos LPU plaussíveis, portanto, requer a habilidade de especificar e instanciar sub-circuitos, sem referência explícita a seus neurônios constituintes ou ligações internas. Para este fim, este trabalho apresenta um arcabouço para modelar e especificar circuitos do cérebro, proporcionando uma linguagem de especificação neural chamada CircuitML, uma API Python para melhor manipular arquivos CircuitML e um conector otimizado para neurokernel para a simulação desses LPUs em GPU. A CircuitML foi concebida como uma extensão para NeuroML (NML), que é uma linguagem para de descrição de redes neurais biológicas baseada em XML que fornece primitivas para a definição de sub-circuitos neurais. Sub-circuitos são dotados de portas de interface que permitem a sua ligação a outros sub-circuitos através de padrões de conectividade neural. / [en] The brain of the fruit y Drosophila Melanogaster is an attractive model system for studying the logic of neural circuit function because it implements complex sensory-driven behavior with a nervous system comprising a number of neural components that is five orders of magnitude smaller than that of vertebrates. Analysis of the fly s connectome, or neural connectivity map, using the extensive toolbox of genetic manipulation techniques developed for Drosophila, has revealed that its brain comprises about 40 distinct modular subdivisions called Local Processing Units (LPUs), each of which is characterized by a unique internal information processing circuitry. LPUs can be regarded as the functional building blocks of the y, since almost all identified LPUs have been found to correspond to anatomical regions of the y brain associated with specific functional subsystems such as sensation and locomotion. We can therefore emulate the entire y brain by integrating its constituent LPUs. Although our knowledge of the internal circuitry of many LPUs is far from complete, analyses of those LPUs comprised by the fly s olfactory and vision systems suggest the existence of repeated canonical sub-circuits that are integral to the information processing functions provided by each LPU. The development of plausible LPU models therefore requires the ability to specify and instantiate sub-circuits without explicit reference to their constituent neurons and internal connections. To this end, this work presents a framework to model and specify the circuit of the brain, providing a neural circuit specification language called CircuitML, a Python API to better handler CircuitML files and an optimized connector to neurokernel for the simulation of those LPUs on GPU. CircuitML has been designed as an extension to NeuroML (NML), which is an XML-based neural model description language that provides constructs for defining sub-circuits that comprise neural primitives. Sub-circuits are endowed with interface ports that enable their connection to other sub-circuits via neural connectivity patterns.

[pt] APIs (do inglês - application programming interfaces) desempenham um papel crucial no desenvolvimento de software. Quase todos os programadores estão frequentemente na posição de utilizar APIs de terceiros. Atualmente, encontramos várias pesquisas que procuram explorar e compreender as interações dos usuários com a API do ponto de vista da usabilidade. No entanto, tais estudos deixam de fora um aspecto importante da qualidade de uso de uma API, a comunicabilidade. Ao contrário da usabilidade, cuja definição está associada à facilidade de uso e aprendizagem, a comunicabilidade está associada à capacidade de um artefato de comunicar sua lógica de projeto. Uma API que carece de comunicabilidade pode levar os usuários ao uso indevido e produzir bugs em seu código. Esta tese de doutorado aborda este problema a partir de uma perspectiva de Engenharia Semiótica. Ao caracterizar uma API como um artefato mediador da comunicabilidade, começamos nossa tese com a proposta de que as APIs deveriam ser coloquiais. Diagnosticamos em nosso primeiro estudo que os usuários, em certos casos, têm dificuldade em compreender a lógica interna de funcionamento de um API apenas olhando para suas interfaces. Neste estudo, descobrimos que as APIs muitas vezes carecem de comunicabilidade. Enquanto a usabilidade é sobre a capacidade do usuário de aprender e usar uma API, a comunicabilidade é sobre a capacidade da API de transferir a comunicação do projetista para o usuário, expondo assim sua lógica de projeto. Uma API conversacional é aquela que pode expor sua lógica interna através de suas interfaces, atendendo aos contextos pragmáticos de seus usuários. A partir deste estudo, nós nos propusemos então a definir o que é uma API conversacional na prática e a investigar quais métodos ou tecnologias seriam necessários para auxiliar os projetistas na criação de tais APIs. Nesta tese, propomos uma estrutura conceitual e um método para apoiar o projeto de APIs de conversação. Ao projetar uma API, o projetista tem em mãos três maneiras diferentes de enviar sua mensagem ao seu usuário: o código fonte, a documentação e o comportamento da API. Nossa estrutura conceitual explora como caracterizar e classificar uma API de conversação de acordo com os três tipos de mensagens da perspectiva do projetista. Nosso método de apoio ao projeto da API de conversação, que foi inspirado nos resultados e lições aprendidas de uma pesquisa-ação que realizamos, consiste em três etapas. O primeiro passo é ajudar o projetista a identificar quem são os usuários da API e suas necessidades de conversação específicas. Na segunda etapa, o método ajuda o projetista na modelagem de possíveis conversas de API com os diferentes usuários mapeados para atingir seus objetivos. Finalmente, o método fornece um conjunto de diretrizes para guiar o projetista na definição das interfaces API, incluindo sua parametrização. Usando este método, realizamos um estudo de caso com um projeto de API, que visa apoiar a refatoração de programas Java. Do ponto de vista do projetista da API, o método o ajudou a criar empatia com seus usuários e a melhor derivar e refletir sobre os requisitos e conversas que a API deve fornecer aos diferentes perfis de usuários. / [en] APIs (application programming interfaces) play a crucial role in software development. Almost any programmer is often at the position of using thirdparty APIs. Currently, we find several researches that seek to explore and understand users interactions with the API from an usability point of view. However, such studies leave out an important aspect of an API quality of use, the communicability. Unlike usability, whose definition is associated with ease of use and learning, communicability is associated with an artifact s ability to communicate its design logic. An API that lacks communicability can lead users to misuse and produce bugs in their code. This doctoral thesis addresses this problem from a Semiotic Engineering perspective. By characterizing an API as a mediating artifact for communicability, we started our thesis with the proposal that APIs should be conversational. We diagnosed in our first study that users, in certain cases, have difficulty in understanding the internal operating logic of an API just by looking at its interfaces. In this study, we found that APIs often lack in communicability. While usability is about the user s ability to learn and use an API, communicability is about the API s ability to transfer the designer communication to the user, thus exposing its design rationale. A conversational API is the one that can expose its internal logic through its interfaces, attending the pragmatic contexts of its users. From this study, we then set out to define what a conversational API is in practice and to investigate what methods or technologies would be needed to assist designers in creating such APIs. In this thesis, we propose a conceptual framework and a method to support the design of conversational APIs. When designing an API, the designer has in hands three different ways to send his message to his user: the source code, the documentation, and the behavior of the API. Our conceptual framework explores how to characterize and classify a conversational API according to the three types of messages from the designer s perspective. Our method of supporting conversational API design, which was inspired by the results and lessons learned from an action-research we conducted, consists of three steps. The first step is to help the designer on identifying who the API users are and their specific conversational needs. In the second step, the method helps the designer on modeling possible API conversations with the different mapped users to achieve their goals. Finally, the method provides a set of guidelines to guide the designer in defining the API interfaces, including their parameterization. Using this method, we perform a case study with an API design, which aims at supporting the refactoring of Java programs. From the API designer s point of view, the method helped him on creating empathy with his users and better deriving and reflecting upon the requirements and conversations that the API should provide to the different user profiles.

[pt] A susceptibilidade à corrosão sob tensão em aços para dutos é dependente de uma série de eventos que vão desde a manufatura do aço, fabricação do tubo, montagem dos dutos e tipo de substância transportada pelo duto. O procedimento de soldagem envolvido na montagem dos dutos pode modificar as propriedades mecânicas do metal de base na região da zona termicamente afetada (ZTA), assim como as propriedades metalúrgicas e de resistência à corrosão, tornando potencialmente a região da junta soldada com maior probabilidade de incidência de corrosão sob tensão.Este trabalho tem como objetivo estudar a resistência à corrosão sob tensão em presença de sulfeto e fragilização pelo hidrogênio, em soldas circunferenciais de tubo API 5L X80. Foram realizados: -Ensaios de acordo com norma NACE TM0177/96, Método A -Ensaios de Baixa Taxa de Deformação (BTD) de acordo com a norma ASTM G129-00/2006, em solução contendo Tiossulfato de Sódio. Os resultados mostraram que o metal base foi considerado aprovado segundo os requisitos dos testes NACE TM0177/96. Porém as juntas soldadas originadas nos diferentes processos de soldagem estudados apresentaram susceptibilidade à corrosão sob tensão em presença de sulfeto e fragilização pelo hidrogênio, segundo o mesmo critério, fraturando em um período inferior a 720h. Esta susceptibilidade foi comprovada com os resultados dos ensaios de tração BTD, tendo sido constatada uma queda significativa no limite de resistência, alongamento e tempo de ruptura, em comparação aos ensaios realizados ao ar na mesma taxa de deformação. O mecanismo de fratura predominante nos ensaios foi fratura transgranular. / [en] The susceptibility of pipeline steels to stress corrosion cracking (SCC) depends on a series of factors ranging from the manufacture of the steel, the pipe fabrication, the assembly of the pipeline and the type of substances to be transported. Additionally, the welding procedures adopted during the production of the tubes and for construction of the pipelines (field welding), can modify the properties of the base metal in the heat affected zone (HAZ), potentially rendering this region susceptible to sulphide stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement.This study evaluates the resistance of girth welds in API 5LX80 pipes to hydrogen embrittlement and also to stress corrosion cracking in the presence of sulphides. The evaluation was performed according to NACE TM0177/96, Method A, applying the criterion of fracture/no fracture, and slow strain rate tensile tests (SSRT) were undertaken using a sodium thiosulphate solution according to the ASTM G29 standard. According to the requirements of the NACE TM0177/96 test, the base metal was considered approved. The weld metal exhibited susceptibility to SCC in the presence of sulphides, failling in a period of less than 720h. The susceptibility of the welded joint to SCC in the presence of sulphides was confirmed by the results obtained with SSRT tensile tests, where a significant decrease in the ultimate tensile strength, elongation and time to fracture were observed. The mechanism of fracture for the tests was predominantly transgranular.

[pt] A Corrosão Influenciada por Microrganismos (CIM) ou biocorrosão é reconhecida como um dos fenômenos causadores de inúmeros problemas nas indústrias de petróleo e gás, pois causa sérios danos ao material reduzindo sua vida útil. Neste trabalho foram avaliados os efeitos da biocorrosão caracterizado pela cinética de formação de biofilme em uma junta soldada longitudinal de aço API X80 obtida pelo processo de arco submerso (SAW). Durante o processo de soldagem forma-se uma região com características microestruturais distintas do metal de base e do metal de adição, denominada de zona termicamente afetada (ZTA). Assim essa zona poderá ter uma adesão microbiana diferenciada, visto que diferenças superficiais em um material, seja por natureza química ou física, podem limitar ou facilitar a adesão microbiológica. Por esse motivo foi realizado um estudo comparativo entre a cinética da formação de biofilme na junta soldada de um aço API X80. Também foi avaliada a influência das características físicas da superfície na adesão microbiana utilizando dois tipos de superfície: com a rugosidade original e polido com pasta de diamante com granulação de 6μm. Estas superfícies foram expostas ao fluido de processo (água do mar da Baía de Guanabara) em um sistema dinâmico. Foram realizadas tanto a quantificação microbiana, como também a quantificação dos ácidos orgânicos, sulfato depletado e ferro total para avaliar os nutrientes disponíveis e a bioatividade das reações bacterianas. A rugosidade superficial e o biofilme formado foram caracterizados morfologicamente e a sua presença correlacionada com a formação de pites. / [en] The Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) or bio-corrosion is recognized as one of the phenomena that cause a lot of problems in petroleum and gas industries, because it causes serious damages to the materials, reducing its life cycle. This study evaluated the effects of bio-corrosion characterized by the biofilm formation kinetics in longitudinal welds of API 5L X80 steel obtained by the process of submerged arc welding (SAW). During the welding process a region with different microstructural characteristics of the base metal and weld metal is formed, called heat affected zone (HAZ). Thus this zone can have a differentiated microbial adhesion since the different surfaces of a material, either by chemical and physical nature, can limit or facilitate the microbial adhesion. For this reason a comparative study of biofilm formation kinetic on the welded joint was conducted. The influence of the physical characteristics of the surface in microbial adhesion was also evaluated using two kinds of surface: steel with real roughness and steel polished with diamond paste with grain size of 6 μm. These surfaces were exposed to the process fluid (Guanabara Bay seawater) in a dynamic flow system. The microbial quantification was held. Organic acids, depleted sulfate and total iron were also measured to evaluate the available nutrients bioactivity of bacterial reactions. Surface roughness and biofilm were characterized morphologically and correlated with pitting formation.