[pt] O desenvolvimento de um modelo fotoelástico com módulo de elasticidade variável, é objeto deste trabalho. O material utilizado foi obtido a partir da resina epoxi (Cy-205-CIBA) com a combinação dos endurecedores anidrido ftálico e anidrido maleico. Obtidas as curvas de nível do módulo de elasticidade, temperatura crítica e coeficiente de dilatalção térmico para materiais com diferentes partes em peso dos enducedores, pode-se escolher por supersição dessas curvas materiais com mesma temperatura crítica e expansão térmica a essa temperatura. Feita a colagem dos materiais, foi analisado o efeito das tensões térmicas durante o aquecimento até alcançarem a temperatura de congelamento(crítica) e discutidos os resultados. Este trabalho destina-se a fotoelasticidade tridimensional para a análise e congelamento de tensões em materiais diferentes módulos de elasticidade, minimizando-se os efeitos causados por diferentes nos coeficientes de dilatação térmico. / [en] The present work deals with the development of the photoelastic model with variable modulus of elasticity.The experiment materials was prepared from an epoxi resin (CY-2050) with the hardener phatalic anhydride and maleic anhydride. The nomagrames of the modulus of elasticity, critical temperature and thermel expansion coefficient were obtained for these curves were selected materials with the same critical temperature and correspoding thermal expansion coefficient. These materials were bound together and the effects of thermal stresses was analised during the heating till they reach the freezing temperature and the results are subsequently discussed. This work is intended for three-dimensional experiments with analyses and frozen stress in photoelastic material with different modulus of elasticity to minimaze the different thermal expansion effects.

[pt] Microcáspulas são comumente utilizadas como veículos para a entrega de ativos em locais de interesse. As cápsulas protegem seu conteúdo interno, e são capazes de liberá-los de forma controlada. Além de ser muito utilizada na indústria farmacêutica, alimentícia e cosmética, elas também são uma solução viável na medicina e na indústria de petróleo para se replicarem como células no corpo ou otimizar a recuperação de óleo, respectivamente. No entanto, a utilização de microcápsulas implica em usar uma casca que, devido a urgência pela sustentabilidade, precisa mais do que nunca ser uma substância biodegradável. Neste trabalho, apresentamos um método de liberação controlada de ativos protegidos pelo bio-polímero de goma de gelana utilizando o gatilho de temperatura como ativador da destruição da cápsula. O estudo mostra a diferença que as propriedades físicas das cápsulas causam no tempo de entrega do seu conteúdo interno e como a liberação se comporta com o aumento da taxa de calor envolvida no processo. O controle das propriedades foi realizado através da produção de microcápsulas por microfluídica ao qual os diâmetros variaram entre 190 e 510 micrômetros enquanto as espessuras variaram entre 4 a 50 micrômetros. O estudo mostra que, além do tamanho, o material da casca (gelana), influencia o comportamento de liberação, a partir de certo limite de relação de espessura-diâmetro. Além disso, outro ponto importante é como a natureza da gelana afeta essa liberação visto que os resultados mostram que, quando a gelana está em sua forma desacilada (low-acyl) ela é mais resistente à mudanças, porém quando sua forma natural acilada (high-acyl) é adicionada à cadeia polimérica da mistura, a composição torna-se mais sensível ao gatilho até um certo limite de razão espessura-diâmetro, alterando o comportamento da degradação e a entrega é atrasada. Os resultados indicam que uma das possibilidades de aplicação de microcápsulas de gelana é o processo de recuperação de óleo, pois sua casca é resistente e estável até altas temperaturas, dessa forma servem como agente trasportador até entrar em contato com o óleo à temperatura de poço, liberando seu conteúdo. / [en] Microcapsules are commonly used as vehicles for on-demand delivery of active contents. The capsule protects the internal content from interference of the external environment and deliver it in a controlled manner. In addition to being widely used in the pharmaceutical, food and cosmetic industries, microcapsules can be also a viable solution in medicine and in the petroleum industry to replicate themselves as cells in the body or optimize oil recovery, respectively. However, the use of a microcapsule implies the use of a shell that, due to the urge for sustainability, needs more than ever to be a biodegradable substance.. In this work, we present a method of controlled release of actives protected by a biodegradable gellan-based microcapsule using temperature as the trigger for its destruction. The study shows the effect of physical properties of the capsules in the delivery time of their internal content and how the release behaves with the increase of the heat rate involved in the process. Microcapsules were produced with flow-focusing microfluidic devices with diameters variying between 190 and 510 micrometers while the shell thicknesses varied between 4 and 50 micrometers. The study shows that, in addition to the size, the shell material influences the release behavior. In addition, another important point is how the gellan gum nature affects the thermal trigger event, since the results show that when gellan is in its deacylated form (low-acyl) it is more resistant to changes, but when its natural form (high-acyl) is added to the chain, it becomes more sensitive to the trigger mechanism until a thickness-diameter ratio threshold, where the degradation behavior changes and the delivery is delayed. The results of this work indicate that one of the possibilities for the application of gellan microcapsules is in the oil recovery process, since its shell is resistant and stable until reaching high temperatures, thus acting as a transport agent until it comes into contact with the oil at well temperature, releasing its contents.

[pt] Geopolímeros (GPs), classificados como polissilicatos-aluminatos, representam polímeros inorgânicos ou cerâmicas quimicamente ligadas com diversas aplicações determinadas pela razão atômica Si:Al, incluindo: componentes resistentes ao fogo, selantes, argamassa para reforço de vigas e tamponamento de poços de petróleo. A exploração de GPs sob condições variadas de temperatura e/ou pressão ganhou impulso após 2001. A adição de chamotte à formulação GP ocorreu apenas em 2014, seguida de investigações subsequentes sobre o impacto da adição de nanotubos de carbono e nanoargila um ano depois. O objetivo principal desta tese foi avaliar a resistência à compressão do GP simples à base de potássio curado em temperaturas e pressões de até 200 graus C e 70 MPa, respectivamente. Esta avaliação incluiu análises comparativas com caracterizações microestruturais como porosimetria e termogravimetria. Inicialmente, o estudo avaliou os mecanismos de reação de diferentes formulações de GP e determinou os efeitos da lixiviação alcalina na evolução da resistência sob diversas condições de cura (seca e saturada). Os resultados identificaram a composição K-waterglass com SiO2/K2O=1,53 e H2O/K2O=8,69 como apresentando rápido ganho de resistência, baixa lixiviabilidade, e por isso foi selecionada. A temperatura de cura teve um impacto significativo nas propriedades finais, com demonstrando uma melhoria notável de 144 por cento na resistência à compressão a 50 graus C, e uma melhoria adicional de 37 por cento a 50 graus C sob 20 MPa, atribuída à maior densificação microestrutural. A tese também explorou o efeito da adição de partículas micrométricas (chamotte) e nanométricas (nanomemetacaulim, nanoargila e nanotubos de carbono) sob condições extremas de cura (150 graus C e 40 MPa). Resultados preliminares indicaram dispersão satisfatória de nanotubos de carbono usando uma técnica simples e de baixa energia. As adições individuais contribuíram para a melhoria do desempenho do GP, mas as adições híbridas superaram quaisquer resultados de adição separada, produzindo uma formulação com maior reatividade. Sob a cura a 150 graus C, o GP com adições híbridas exibiu uma melhoria notável de 350 por cento nas propriedades mecânicas em comparação com o GP simples. Sob pressão de 40 MPa, o desempenho mecânico foi minimamente afetado pelas adições híbridas, confirmando sua eficácia em alcançar as propriedades desejadas para aplicações de alta temperatura e pressão, incluindo refinamento de poros, aumento de resistência à flexão e redução de porosidade. / [en] Geopolymers (GPs), classified as polysilicate-aluminates, represent inorganic polymers or chemically bonded ceramics with diverse applications determined by the Si:Al atomic ratio, including: fire-resistant components, sealants, mortar for reinforcing beams and oil well plugging. The exploration of GPs under varying temperature and/or pressure conditions gained momentum post-2001. The addition of chamotte into GP formulation only occurred in 2014, followed by subsequent investigations into the impact of adding carbon nanotubes and nanoclay a year later. The primary objective of this thesis was to assess the compressive strength of plain potassium-based GP cured at temperatures and pressures of up to 200 degrees C and 70 MPa, respectively. This evaluation included comparative analysis with microstructural characterizations such as porosimetry and thermogravimetry. Initially, the study evaluated the reaction mechanisms of different GP formulations and determined the effects of alkali leaching on strength evolution under diverse curing conditions (dry and saturated). The results identified the K-waterglass composition with SiO2/K2O=1.53 and H2O/K2O=8.69 as presenting rapid strength gain, low leachability, and was thus selected. Curing temperature significantly impacted on the final properties, demonstrating a notable 144% improvement in compressive strength at 50 degrees C, and an additional 37 percent improvement at 50 degrees C under 20 MPa, attributed to enhanced microstructural densification. The thesis also explored the effect of adding micrometric (chamotte) and nanometric (nano-metakaolin, nanoclay and carbon nanotubes) particles under extreme curing conditions (150 degrees C and 40 MPa). Preliminary results indicated satisfactory dispersion of carbon nanotubes using a simple, low-energy technique. Individual additions contributed to GP performance improvement, yet hybrid additions surpassed any separate addition results, yielding a formulation with enhanced reactivity. Under 150 degrees C curing, GP with hybrid additions exhibited a remarkable 350 percent improvement in mechanical properties compared to plain GP. Under 40 MPa pressure, the mechanical performance was minimally affected by hybrid additions, confirming their efficacy in achieving the desired properties for high-temperature and pressure applications, including pore refinement, increased flexural strength, and reduced porosity.

[pt] A Indústria do Petróleo e Gás vem implementando sensores a fibra óptica com o intuito de otimizar sua produção através do monitoramento do campo petrolífero em diversas aplicações. Entretanto, há um desafio na implementação de sensores à fibra óptica em locais com presença de compostos como o ácido sulfídrico (H2S). Tal substância, em contato com a umidade, pode gerar reações químicas que resultem na formação de hidrogênio (H2), que ao difundir-se nas fibras ópticas, pode comprometer a capacidade de transmissão do sinal óptico devido à interação deste composto com a estrutura atômica da sílica. O presente trabalho estudou os efeitos de difusão de hidrogênio em quatro diferentes tipos de fibras ópticas, a fim de entender as atenuações induzidas por este processo. Este estudo foi realizado utilizando dois métodos experimentais: a avaliação do desempenho dos sensores de temperatura distribuída (DTS) e a análise dos perfis de atenuação do sinal óptico no infravermelho quando as fibras ópticas foram submetidas a diferentes condições de temperatura e pressão de hidrogênio. Dentre as fibras ópticas estudadas, destaca-se a fibra óptica monomodo especial em tubo de metal (FIMT), que não apresentou atenuações significativas e alterações em sua composição estrutural ao ser exposta a presença de diferentes pressões de hidrogênio e diversas temperaturas. / [en] The Oil and Gas Industry is implementing fiber optic sensors, in order to optimize their production by monitoring oilfield in various applications. However, there is a challenge in the implementation of fiber optic sensors in places with presence of compounds such as hydrogen sulphide (H2S). Such a substance in contact with moisture can cause chemical reactions that result in the formation of hydrogen (H2), whicht spread in to optical fibers, may affect the transmission capacity of the optical signal due to interaction of this compound with the atomic structure of silica. In order to understand such effects, this dissertation studied the impacts of hydrogen diffusion in four fiber optics. This study was conducted using two experimental methods: An evaluation of performance of distributed temperature sensors (DTS) and analysis of the profiles of attenuation of the optical signal in the infrared when the optical fibers were subjected to different conditions of temperature and hydrogen pressure. Among the studied optical fibers, the single mode special optical fiber in metal tube (FIMT) stands out because it s showed no significant attenuation and changes in its structural composition when exposed to different hydrogen pressures and various temperatures.

[pt] A pasta de cimento classe G é muito utilizada nas operações de cimentação de poços de petróleo, sendo submetida a várias formas de deterioração, afetando sua durabilidade. Duas dessas formas de deterioração que ocorrem nos poços são por carregamento cíclico e temperaturas elevadas. Neste estudo, corpos de prova foram submetidos a ensaios de carregamento cíclicos de 30 por cento, 50 por cento e 70 por cento das tensões de ruptura e a temperaturas elevadas de 100 graus Celsius, 200 graus Celsius, 450 graus Celsius e 650 graus Celsius. A microtomografia computadorizada (microCT) foi utilizada para gerar imagens tridimensionais para observar a estrutura interna do material e, através de uma rotina computacional desenvolvida, avaliar qualitativa e quantitativamente a evolução de poros e fissuras após os ensaios. Primeiramente foi utilizado o software Fiji para aplicação de filtro de redução de ruído, em seguida as imagens de antes e depois dos ensaios são alinhadas com auxílio do software DataViewer. No software Dragonfly os vazios (poros e fissuras) das imagens são segmentadas e quantificados, apresentando o volume e esfericidade dos vazios de interesse. Os resultados dos ensaios de carregamento cíclico mostraram que submeter a 30 por dento da tensão de ruptura quase não influencia na estrutura interna mas 50 por cento e 70 por cento causam danos significativos no material. Os corpos de prova submetidos a 100 graus Celsius e 200 graus Celsius apresentaram pequenas fissuras, mas a estrutura dos poros não mudou. No corpo de prova submetido a 450 graus Celsius muitas fissuras foram observadas. Já no submetido a 650 graus Celsius apresentou um elevado nível de degradação, impossibilitando a realização da microCT após o ensaio. Como conclusão, a pasta de cimento classe G pode ser utilizada para operações com carregamentos cíclicos inferior a 30 por cento da tensão de ruptura e inferior a temperaturas de 200 graus Celsius. Finalmente, a correlação de resultados de testes de DRX, DSC e TGA com as imagens obtidas das microCT mostraram que a desidroxilação do Ca(OH)2 e a degradação do CaCO3 causam alta deterioração para o material em estudo. / [en] Class G oil well cement is frequently used a in oil well cementing operation, which is subjected to various forms of deterioration, affecting its durability. Two of these forms of deterioration is due to cyclic loading and elevated temperatures. In the present study, cylindrical specimens were subjected to cyclic loading of 30, 50 and 70 per cents of the materials ultimate strength and to temperatures of 100 Celsius degrees, 200 Celsius degrees, 450 Celsius degrees and 650 Celsius degrees for one hour. Microcomputed tomography (microCT) was used to generate threedimensional images to visualize the internal structure of the material before and after the tests, and to quantitatively assess the evolution of pore structures and cracking by a computational routine developed. First, the FIJI software was used to reduce noises of images, then the images generated before and after the tests was aligned using the DataViewer software. In the Dragonfly software the voids (pores and fissures) of the images are segmented and quantified, showing the volume and sphericity of the voids of interest.The results of the cyclic load test showed that when the specimen was submitted to 30 per cent of its ultimate strength almost no influence in the internal structure was observed.When the cyclic load was increased to 50 per cent and 70 per cent significant damage to the specimens was noticed. The results of the qualitative and quantitative analysis of the specimen submitted to 100 Celsius degrees and 200 Celsius degrees showed the appearance of small cracks, however, the pore structures did not change. In the specimen subjected to 450 Celsius degrees the appearance of several cracks was visualized. For the sample submitted to 650 Celsius degrees specimen was imposed to the material, making it impossible to visualize in the microCT. As a conclusion, the Class G Oil Well Cement Paste may be used for operations with cyclic loading up to 30 per cent of the ultimate strength with service temperatures up to 200 Celsius degrees. Finally, the dehydroxylation of Ca(OH)2 and degradation of CaCO3 led to high deterioration in this cement paste.

[pt] Nesta dissertação buscou-se avaliar metrologicamente um banco de ensaios dinamométricos específico, utilizado para analisar a eficiência de motores, lubrificantes e combustíveis, por meio de métodos de comparação dos valores medidos com valores padrões. As grandezas mensuradas foram: velocidade de rotação do eixo de um motor, torque neste eixo, temperaturas e pressões no motor e no dinamômetro, elemento que atua como freio do motor para proporcionar uma simulação das condições reais de trabalho. Foi necessário utilizar dois métodos distintos para avaliação de cada uma das grandezas mensuradas. Foram mensuradas velocidades do motor funcionando e velocidades simuladas, tanto inferiores como superiores às velocidades de operação do motor, determinando os limites superior e inferior de resposta do sistema de medição. Para avaliar a medição de torque, foram produzidos torques conhecidos (padrão), correlacionados com torques medidos no motor funcionando. Temperaturas foram produzidas por um banho termostático, mensuradas com equipamentos calibrados e em seguida comparadas com as indicadas pelo sistema de medição, sendo também utilizado um método simulador de informações de temperaturas, chegando a ser simuladas de -200 graus Celsius a 650 graus Celsius. Pressões foram geradas por uma bomba de pressão padrão e lidas pelo sistema de medição, sendo detectado funcionamento inapropriado de 2 canais. Os resultados de cada grandeza foram tratados estatisticamente sendo validadas suas utilizações nos cálculos executados. Confirmadas estatisticamente as validades dos resultados, as incertezas de medição foram calculadas, sendo utilizadas também informações dos certificados de calibração dos equipamentos usados nas medições realizadas. Sugestões foram apresentadas para que melhoria sejam incrementadas ao sistema de medição que demonstrou estar funcionando de forma satisfatória, apresentando, no entanto, algumas oportunidades de melhorias. / [en] This work intended to evaluate, metrologically, a specific bench of dynamometric tests, used to analyze the efficiency of engines, lubricants and fuels, through methods that compare the measured values with standards. The measured quantities were: rotation speed of the engine shaft, torque on this same shaft, temperature and pressure of both engine and dynamometer, element that acts as the engine brake so it can simulate a real work condition. It was necessary to use two different methods to evaluate each measured quantity. It was measured the working engine speed and simulated speeds, both higher and lower than the engine operating speeds, establishing the higher and the lower limits of the measurement system. To evaluate the torque measurement, known torques (standards), were produced, and related to the measured torques in the working engine. Temperatures were produced by a thermal bath, measured with calibrated equipment, and then compared with the temperatures indicated by the measuring system, being also used a simulated method for temperatures information, with a range of simulation between -200 Celsius degrees and 650 Celsius degrees. The pressures were created by a standard pressure pump and read by the measuring system, being detected an inappropriate operation of 2 channels. The results were treated statistically, being validated the utilizations on the executed calculations. Having been statistically confirmed the validity of the results, the measurement uncertainties were calculated, being also used the information from the equipment calibration certificate. Suggestions were presented so that improvemenst can be made to the Measuring System.

[pt] No presente trabalho, de interesse da indústria de petróleo, é desenvolvida uma metodologia para avaliação metrológica e determinação da periodicidade de calibração em sistemas de medição de vazão de gás natural com placas de orifício, usando históricos de dados bimestrais de medidores instalados em pontos fiscais da bacia de Campos. O estudo analisa dados de calibração de medidores de temperatura, pressão e pressão diferencial de um transmissor eletrônico de vazão multivariável, contribuindo para o entendimento do impacto das incertezas destas variáveis na incerteza total do sistema de medição como um todo. Como resultados das avaliações metrológicas, foram determinados intervalos entre calibrações sucessivas, de modo que as exigências de incerteza de medição da portaria conjunta no 1 ANP/INMETRO de 19/6/2000 possam ainda ser atendidas nos pontos de medição fiscal e de apropriação . Inicialmente, foi mostrado que os valores de incertezas calculadas de vazão pela norma ISO 5167-2 (2003) atendem os requisitos da portaria. Finalmente, foi mostrado que o intervalo entre calibrações sucessivas dos medidores poderia ser aumentado do valor atualmente requerido pela portaria (2 meses) para pelo menos 6 meses para pressão diferencial e pressão, e 14 meses para temperatura. Este resultado tem um impacto econômico e operacional nas empresas de gás natural. / [en] In the present work, of interest of the oil industry, a methodology was developed for metrological evaluating and determination the frequency of calibration of natural gas flow rate measurement systems with orifice plates, using calibration data obtained every two months from measurement instruments installed in fiscal points of the Campos Basin. The study evaluates the calibration data of temperature, pressure and differential pressure measurement from a multivariable transmitter, contributing to a better understanding of the influence of those variables in the uncertainty of flow rate as a result of the methodological evaluating, the intervals between two successive calibrations was determined, so that the requirements of the Portaria Conjunta n° 1 ANP/INMETRO, 19/06/2000, could be met in the fiscal and allocation points. First of all, it was shown that the flow rate uncertainty values, as calculated by ISO 5167-2 standard was fully covered by the requirements. Finally, it was shown the interval between successive calibrations could be increased of the value nowadays required by portaria (2 months) to 6 months for pressure and differential pressure, and to 14 months for temperature. This results has an economic and operational impact in the natural gas industry.

[pt] O entendimento do fenômeno de deposição de parafina em linhas submarinas de produção e transporte de petróleo é importante para a construção de modelos de previsão que auxiliem no projeto e operação destas linhas. No presente trabalho, foram realizados experimentos controlados em escala de laboratório com o objetivo de obter informações sobre alguns aspectos relevantes da deposição de parafina. Para isso, foi utilizada uma seção de testes anular, com condições de contorno bem controladas, operando com um fluido de testes com propriedades bem conhecidas, e apresentando uma distinção marcada entre a composição do solvente e aquela das parafinas. A seção de testes era equipada com uma sonda de temperatura de pequenas dimensões acoplada a um micrômetro, o que permitiu a medição de perfis de temperatura dentro do depósito para condições de escoamento. A sonda também possibilitou a obtenção da temperatura da interface depósito-líquido ao longo da formação do depósito. Os testes incluíram a variação do número de Reynolds do escoamento anular, da temperatura da parede fria, e da taxa de resfriamento da parede. Uma câmera de vídeo de alta taxa de aquisição de imagens acoplada a lentes de aproximação foi utilizada para determinar a posição da sonda de temperatura em relação à interface do depósito. Os resultados mostraram que a temperatura da interface se mantém estável em um valor intermediário entre a TIAC (Temperatura Inicial de Aparecimento de Cristais) e a TDC (Temperatura de Desaparecimento de Cristais), desde quando a deposição de inicia até quando depósito atinge sua espessura de regime permanente. A câmera de vídeo forneceu imagens originais sobre a formação dos depósitos, notadamente sobre uma região acima do depósito em formação onde cristais de parafina são carregados pelo escoamento, sem que um número significativo destes cristais depositasse ou fosse aprisionado no depósito. As imagens revelaram também que estes cristais não são oriundos de cristais arrancados do depósito em posições a montante no início do duto, mas têm origem no seio do fluido adjacente à interface do depósito. A sonda de temperatura foi também utilizada na medição da temperatura nesta região de líquido acima da interface do depósito onde, por um período de tempo, cristais de parafina escoavam. / [en] The proper understanding of the wax deposition phenomena in subsea oil pipelines is relevant to the development of more accurate models to aid in the design and operation of these lines. In the present work, laboratory-scale experiments under well-controlled conditions were conducted to study some relevant aspects of wax deposition. To this end, an annular deposition test section was employed, using a test fluid with known properties, and displaying a marked distinction between the solvent and the wax chemical components. The test section was equipped with a temperature probe of small dimensions, driven by a micrometer head. This probe allowed the measurement of temperature profiles within the wax deposit, under flowing conditions, and also the temperature of the deposit-liquid interface as the deposit was formed. The tests encompassed the variation of the annular flow Reynolds number, the cold wall temperature and the wall cooling rate. A high-frame-rate video camera coupled to magnifying lenses was used to provide images of the temperature probe and of the deposit interface. The results showed that that temperature of the interface remains stable in an intermediate value between the WAT (Wax Appearance Temperature) and the WDT (Wax Disappearance Temperature), since the first moments of the deposition until the deposit reaches its steady state configuration. The video camera captured original images on the deposit formation, especially on a region above the deposit where wax crystals are carried by the flow for a period of time. Only an insignificant number of carried crystals were observed to deposit over the immobile interface, or to be captured at the interface. The images also revealed that the carried crystals do not originate from crystals sloughed from upstream positions in the annular duct. The temperature probe was also employed to measure the temperature of the liquid region above the deposit interface where the crystals existed for a period of time.

[pt] A importância da previsão de carga a curto prazo (até uma semana à frente) em crescido recentemente. Com os processos de privatização e implantação de ompetição no setor elétrico brasileiro, a previsão de tarifas de energia vai se tornar extremamente importante. As previsões das cargas elétricas são fundamentais para alimentar as ferramentas analíticas utilizadas na sinalização das tarifas. Em conseqüência destas mudanças estruturais no setor, a variabilidade e a não-estacionaridade das cargas elétricas tendem a aumentar devido à dinâmica dos preços da energia. Em função das mudanças estruturais do setor elétrico, previsores mais autônomos são necessários para o novo cenário que se aproxima. As ferramentas disponíveis no mercado internacional para previsão de carga elétrica requerem uma quantidade significativa de informações on-line, principalmente no que se refere a dados meteorológicos. Como a realidade brasileira ainda não permite o acesso a essas informações será proposto um previsor de carga para o curto-prazo, considerando restrições na aquisição dos dados de temperatura. Logo, tem-se como proposta um modelo de previsão de carga horária de curto prazo (um dia a frente) empregando dados de carga elétrica e dados meteorológicos (temperatura) através de modelos de árvore de decisão. Decidiu-se pelo modelo de árvore de decisão, pois este modelo além de apresentar uma grande facilidade de interpretação dos resultados, apresenta pouquíssima ênfase em sua utilização na área de previsão de carga elétrica. / [en] The importance of load forecasting for the short term (up to one-week ahead) has been steadily growing in the last years. Load forecasts are the basis for the forecasting of energy prices, and the privatisation, and the introduction of competitiveness in the Brazilian electricity sector, have turned price forecasting into an extremely important task. As a consequence of structural changes in the electricity sector, the variability and the non-stationarity of the electrical loads have tended to increase, because of the dynamics of the energy prices. As a consequence of these structural changes, new forecasting methods are needed to meet the new scenarios. The tools that are available for load forecasting in the international market require a large amount of online information, specially information about weather data. Since this information is not yet readily available in Brazil, this thesis proposes a short-term load forecaster that takes into consideration the restrictions in the acquisition of temperature data. A short-term (one-day ahead) forecaster of hourly loads is proposed that combines load data and weather data (temperature), by means of decision tree models. Decision trees were chosen because those models, despite being easy to interpret, have been very rarely used for load forecasting.

[pt] O presente trabalho forneceu informações originais para auxiliar o entendimento dos fenômenos básicos que governam a deposição de parafina em dutos. O programa de pesquisa estudou questões relevantes, ainda em aberto na literatura, relacionadas à formação, crescimento e envelhecimento de depósitos de parafina. Com este objetivo, foi desenvolvido um programa experimental seguindo a estratégia de conduzir experimentos simples, empregando seções de teste em escala de laboratório, com condições de contorno e iniciais bem definidas, e empregando fluidos de teste simples e com propriedades conhecidas. As medidas foram realizadas em seções de testes retangular e anular, ambas especialmente projetadas para permitir medidas ópticas da evolução temporal e espacial da espessura dos depósitos. As seções de testes foram equipadas com um sensor de fluxo de calor, sondas de temperatura móveis e janelas para amostragem de depósitos, que permitiram a medição de grandezas importantes como, condutividade térmica do depósito sob condições de escoamento, perfis de temperatura dentro do depósito, evolução da temperatura da interface depósito-líquido, e composição do depósito. A variação espacial e temporal da espessura do depósito foi medida para diferentes valores do número de Reynolds laminar. Excelente concordância foi obtida entre os valores medidos e previsões de um modelo numérico desenvolvido previamente em nosso grupo de pesquisa. Medidas da evolução temporal da temperatura da interface depósito-líquido mostraram que a temperatura da interface evolui de um valor igual à temperatura inicial de aparecimento de cristais da solução, TIAC, até a temperatura de desaparecimento de cristais, TDC, a medida que o depósitos cresce até sua espessura de regime permanente. A sonda de temperatura foi utilizada na medição de perfis transversais de temperatura dentro do depósitos sob condições de escoamento. A comparação destes perfis com soluções teóricas apontaram para a possibilidade de ocorrência de escoamento dentro da matriz porosa do depósitos. As medições da condutividade térmica do depósitos sob condições de escoamento não apresentaram qualquer efeito da taxa de cisalhamento imposta, para a faixa de número de Reynolds investigada. Variações transversais da condutividade térmica do depósitos indicaram a presença de líquido próximo à parede fria. Amostras do depósitos foram obtidas e analisadas por cromatografia gasosa de alta temperatura para a faixa de número de Reynolds laminares investigadas, e para diferentes durações dos experimentos de deposição. As análises indicaram que as distribuições de carbono das amostras de depósitos apresentaram um deslocamento em direção aos maiores números de carbono com o aumento do Reynolds e do tempo de deposição, caracterizando o processo de envelhecimento do depósito. As distribuições do número de carbono apresentaram um comportamento assintótico com o número de Reynolds, para amostras obtidas dos trechos finais dos comprimentos de deposição da seção de testes anular. / [en] The present research provided original information to aid the understanding of the physical mechanisms governing wax deposition in pipelines. The research program addressed a number of relevant open questions in the literature regarding the formation, growth and aging of the wax deposit layer. To this end, an experimental program was devised, following a strategy of conducting simple experiments, employing lab-scale test sections with well-defined boundary and initial conditions, and using simple test uids with known properties. Measurements were performed in a rectangular and in an annular test section, both especially designed to allow for optical measurements of the time evolution of the spatial distribution of the wax deposit thickness. The test sections were equipped with heat ux sensor, temperature traversing probes and deposit sampling ports that allowed the measurement of relevant local information on the deposit, such as, thermal conductivity under owing conditions, temperature profiles within the deposit, deposit-liquid interface temperature, and deposit composition. The temporal and spatial evolution of the deposit layer were measured for different values of the laminar ow Reynolds number. Excellent agreement was obtained between measured values of the deposit thickness and predictions from a numerical model developed previously in our research group. Measurements of the evolution of the deposit-liquid interface temperature have shown that the interface temperature evolves from a value equal to the solution wax appearance temperature, WAT, to the wax disappearance temperature, WDT, as the deposit grows to attain its steady state thickness. The temperature traversing probe was employed to obtain information on the temperature profiles within the wax deposit layer under owing conditions. A comparison of the measured temperature profiles within the deposit with the theoretical solutions, indicated the possibility of convective transport in the deposit. Measurements of the deposit thermal conductivity under owing conditions did not reveal any effects of the imposed shear rate, for the range of Reynolds numbers investigated. Local variations of the thermal conductivity across the deposit layer indicated the presence of liquid close to the cold wall. Deposit samples were obtained and analyzed by high temperature gas chromatography, for the range of the laminar Reynolds numbers tested and for different durations of the deposition experiments. The analyzes revealed that the carbon distributions of the deposit samples presented a shift toward higher carbon numbers both, with increasing deposition time and Reynolds number, characterizing the aging process of the deposit. The carbon number distributions were seen to display an asymptotic behavior with Reynolds number, for samples obtained from the final portion of the longer deposition lengths of the annular test section.