Exame de Qualificação de Doutoramento do Programa de Engenharia Industrial da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, 128 p. / Submitted by RI Repositorio (repositorio@ufba.br) on 2011-05-02T16:36:32Z No. of bitstreams: 1 Isabel Sartori.pdf: 2563821 bytes, checksum: 8589a911e5e0c2eb61efcc2694495556 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-02T16:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Isabel Sartori.pdf: 2563821 bytes, checksum: 8589a911e5e0c2eb61efcc2694495556 (MD5) / O gás natural é um componente vital para o suprimento mundial de energia.Tratando-se do Brasil, a indústria de gás tem uma grande importância estratégica e econômica para o desenvolvimento do país. O processamento de gás natural tem como principal objetivo garantir a especificação do gás para os consumidores finais do produto. Na maioria das indústrias do cenário atual, existe uma necessidade de produzir com alta qualidade, de reduzir as taxas de rejeição do produto e de satisfazer leis que regulamentam questões ambientais e de segurança do trabalho. O gerenciamento de eventos anormais (Abnormal Event Management, AEM), que é composto das tarefas de detecção, diagnóstico (isolamento e análise) e correção de falhas - Fault Detection, diagnosis (Isolation and Analysis) and Correction, FDIAC - é aplicado a processos a fim de se conseguir uma operação eficiente e segura, garantindo as necessidades anteriormente descritas. O objetivo geral da tese é desenvolver um sistema de detecção, diagnóstico e correção (FDIAC) de falhas, que será aplicado a uma Unidade de Recuperação de Gás Natural (URGN), utilizando técnicas de inteligência artificial e focando nas falhas do sistema de compressão do gás de venda. Na tese também será desenvolvida e aplicada uma nova metodologia que utiliza os fundamentos de confiabilidade, disponibilidade e mantenabilidade (Reliability, Availability and Maintainability, RAM) como instrumento facilitador da FDIAC de plantas industriais. A metodologia será aplicada a uma URGN da Petrobras localizada no município de Pojuca na Bahia (URGN-3-Bahia), e o sistema de FDIAC será desenvolvido para o problema prioritário apontado: as falhas do sistema de compressão do gás de venda. O presente texto faz parte de um exame de qualificação ao doutorado que pretende mostrar, com clareza e objetividade, os objetivos, a relevância e a contribuição original do tema da tese, o estado da arte, a viabilidade e a aderência dos métodos aos objetivos propostos. / Salvador

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-16T23:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:37:13Z : No. of bitstreams: 1 141782.pdf: 3721285 bytes, checksum: a873ceb3e47a96e4822322fd2db2727a (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:27:08Z : No. of bitstreams: 1 264625.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Os sistemas automáticos caracterizam-se por incorporarem diferentes tecnologias e desempenharem múltiplas funções independentes. Esses sistemas são dotados de componentes mecânicos, elétricos, eletrônicos e de software. Tais características são estabelecidas durante o processo de projeto e documentadas por meio de modelos estruturais, funcionais e comportamentais. O processo de projeto de sistemas automáticos é revestido de dificuldades e requer, normalmente, profissionais com conhecimento específico em cada uma das tecnologias presentes nos mesmos. Por isso a análise do atributo confiabilidade dos sistemas automáticos, considerando todas as suas particularidades, pode se tornar uma tarefa complexa. Além disso, no caso dos sistemas hidráulicos e pneumáticos, deve-se considerar o grande número de componentes e a necessidade de troca de informações entre diferentes áreas tecnológicas. Este trabalho apresenta uma metodologia que resulta na geração dos modelos de confiabilidade e o cálculo da estimativa de confiabilidade de sistemas automáticos durante o processo de projeto, com o intuito de incorporar a estes sistemas maior competitividade em mercados que requerem precisão na atuação de dispositivos, garantia de funcionamento e facilidade de manutenção. Desta forma, o desenvolvimento deste trabalho se dá no espaço de projeto de sistemas automáticos, focado principalmente em sistemas hidráulicos e pneumáticos, com avaliação da confiabilidade na fase conceitual do processo de projeto. A metodologia proposta permite capturar informações dos modelos estruturais, funcionais e comportamentais, ainda nas fases iniciais do processo de projeto de sistemas automáticos. A Metodologia para Análise de Confiabilidade de Sistemas Automáticos (MACSA) considera a interação das diferentes áreas tecnológicas dos sistemas automáticos assim como as diferentes configurações operacionais definidas no sistema durante sua vida útil. A MACSA foi estruturada de forma sistemática e inserida na metodologia de projeto integrado de produto. Para a avaliação da MACSA foram analisados dois sistemas, uma unidade de potência e condicionamento hidráulico e uma bancada didática de dimensionamento de circuitos pneumáticos, ambos tomados como estudo de caso. Para implementar a metodologia foram utilizadas ferramentas de modelagem de sistemas automáticos e de análise de confiabilidade, tais como, Rede Canal/Agência, Grafcet, Rede de Petri, Árvore de Falha e Árvore de Sucesso. Os resultados obtidos na análise do estudo de caso demonstraram que o cálculo proposto pela MACSA considera situações mais realistas para a estimativa de confiabilidade de sistemas automáticos. Com isso demonstra-se que a aplicação da metodologia efetivamente contribui para melhorar a análise da confiabilidade de sistemas automáticos. Isso auxilia os agentes de projeto nas tomadas de decisões, sobre a melhor concepção para o seu projeto final, tornando os sistemas automáticos mais confiáveis, com menor tempo e custo de desenvolvimento. Automatic systems have as features the use of different technologies and the execution of multiple independent functions. These systems comprise mechanical, electric, electronic components and software as well. Such features are established during the design process and documented through structural, functional, behavioral models. An automatic system design process presents inherent difficulties and usually demands specialized professionals for each technology involved. Therefore, their reliability analysis, considering all the particularities involved, may become a complex task. Also, especially when it comes to hydraulic and pneumatic systems, the great number of components and the need for information exchange between different technological areas should be considered. This thesis present a methodology that results in the generation of the reliability model and the calculation of the reliability index of automatic systems during the design process, in order to improve the system#s competitiveness in markets demanding precision in the performance of devices, assured functioning and easy maintenance. In this fashion, this thesis is developed within the bounds of the design process of automatic systems, mainly focused on hydraulic and pneumatic systems, since it evaluates reliability during the conceptual phase of design process. The proposed methodology allows gathering information from structural, functional and behavioral models during the early phases of the design process. The Methodology for Analysis of Automatic Systems# Reliability (MACSA) which takes into account the interactions of different technological areas of automatic systems, as well as different functional arrangements defined in the system during its useful life. MACSA was structured in a systematic form and inserted in an integrated product design methodology. The proposed methodology was evaluated on two case studies: a hydraulic power and conditioning unit and a didactic pneumatic test bench applied for the sizing of general pneumatic systems. In order to implement the proposed methodology modeling and reliability analysis tools, such as Channel/Instance Net, Grafcet, Petri Nets, Fault Tree and Success Tree, were used. The case studies# practical results demonstrated that MACSA considers more realistic situations for automatic systems reliability evaluation. By so, the adoption of the presented methodology contributes for an improvement of reliability evaluation during the automatic systems# design process. These aid designers in making decisions about the best conception for their final design, making the resulting automatic systems more reliable, and yielding a faster and cheaper design process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232412.pdf: 1228846 bytes, checksum: dfa041049da0f796d3114de699219c50 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a alocação de chaves automatizadas em redes de distribuição, utilizando ferramentas de otimização multicritério para atender a diferentes políticas de desempenho. Devido à complexidade do problema, a metodologia foi divida em três partes, denominadas de módulos. O primeiro módulo a ser executado é o Modulo de Reconfiguração, cuja função principal é estabelecer os pontos candidatos à alocação de uma chave automatizada. A seguir, o Módulo de Confiabilidade calcula para estes pontos o impacto nos índices de confiabilidade causados pela alocação de uma chave. O terceiro e último módulo, o Módulo Multicritério, é responsável pelo cálculo da ordem de mérito (hierarquização) das posições candidatas a receberem uma chave, de acordo com as preferências do decisor. A metodologia para alocação de chaves automatizadas foi aplicada em um sistema teste composto por três alimentadores obtidos na literatura internacional e em um sistema composto por dois alimentadores baseados em dados de consumidores e cargas reais e também nas configurações e registros de falhas, manobras e manutenção de uma concessionária brasileira. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade da metodologia desenvolvida e mostram os ganhos introduzidos ao sistema com a alocação de chaves automatizadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T22:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240106.pdf: 1312507 bytes, checksum: f15fa92358aceb4bb51fe818d5e3d10c (MD5) / Este trabalho apresenta de forma sistematizada a aplicação de um projeto de experimento para demonstrar a diferença de comportamento entre dois modelos de motor elétrico aplicados em produtos condicionadores de ar. A tabela 7.2 apresenta os fatores e seus níveis usados no experimento, assim como as variáveis resposta que foram analisadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246925.pdf: 1116364 bytes, checksum: 769f03f864060f4eda7a6e216e193f24 (MD5) / A evolução tecnológica dos equipamentos elétricos e o conseqüente aumento da sensibilidade dos processos desempenhados pelos consumidores têm contribuído para tornar mais rígidos os requisitos de qualidade da energia elétrica fornecida. Nesse sentido, o presente trabalho está focado no desenvolvimento de uma metodologia para avaliar os impactos econômicos ocasionados por problemas relacionados à qualidade da energia elétrica, em especial, interrupções no fornecimento. Dentre as metodologias utilizadas para tal propósito, destaca-se o método de pesquisa junto ao consumidor, que tem a função de avaliar a valoração e a percepção do consumidor quanto à qualidade do suprimento de energia. A metodologia proposta, baseada em pesquisa junto ao consumidor, avalia os prejuízos sofridos por consumidores industriais, comerciais e residenciais, por meio de questionários específicos para cada um destes grupos. O consumidor é solicitado a estimar os impactos ocasionados por distúrbios elétricos através de questionamentos que procuram abordar de forma qualitativa e quantitativa, aspectos relacionados às características do consumidor pesquisado, como ramo de atividade, tipo e tamanho do consumidor, eletro-dependência e também às características dos distúrbios, como duração, freqüência e período de ocorrência. Este conhecimento acerca dos impactos sofridos pelos consumidores em virtude das perturbações no fornecimento é necessário para fundamentar o planejamento dos sistemas elétricos e auxiliar o processo de tomada de decisão tanto da concessionária de distribuição quanto do próprio consumidor.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249273.pdf: 2090311 bytes, checksum: f38f9dd0abc97ba0c0dc1cd719b78721 (MD5) / O objetivo geral desta pesquisa é desenvolver um modelo para sistematização do processo de atualização tecnológica em empresas de geração de energia hidrelétrica. Em termos específicos, pretende-se: compilar e analisar as abordagens teórico-conceituais, de modo integrado sobre a atualização tecnológica dos sistemas técnicos e sua correlação com a gestão da manutenção; caracterizar as empresas de geração de energia hidrelétrica no Brasil a partir das selecionadas como objeto de estudo; identificar e analisar as ações de atualização tecnológica adotadas por essas empresas; e, desenvolver uma proposta de modelo para a sistematização do processo de atualização tecnológica, que contemple, de forma conjunta, práticas de confiabilidade e de gestão do conhecimento, no contexto do processo de manutenção dos sistemas técnicos. Do ponto de vista da metodologia da pesquisa foram realizadas visitas técnicas e aplicadas entrevistas semi-estruturadas aos profissionais de empresas de geração hidrelétrica. Os dados foram tratados e analisados a partir do método de estudo de casos, com base em abordagens qualitativas de pesquisa. Os resultados permitem inferir que, embora existam iniciativas crescentes de atualização tecnológica nas empresas pesquisadas, na maioria dos casos, esses processos carecem ainda de uma maior sistematização, uma vez que: a área de manutenção não tem participado de todas as etapas da atualização; há dificuldades em tratar os equipamentos de diferentes patamares tecnológicos no processo de atualização; existem ainda situações de perda de memória técnica referentes às instalações nas empresas e fabricantes, o que tem comprometido, entre outros fatores, o atendimento aos prazos previstos para a implantação dos projetos de atualização tecnológica. Como resultado da sistematização do processo de atualização, propõe-se a adoção do MICC - Manutenção Integrada em Confiabilidade e Conhecimento, modelo que contempla tanto o processo de atualização tecnológica como o processo de extensão da vida útil dos sistemas técnicos. Este modelo proposto foi avaliado conforme critérios disponíveis na literatura, submetido e aprovado pelos avaliadores, profissionais experientes do setor de geração hidrelétrica. A avaliação final indica que o processo desenvolvido e o modelo proposto vêm contribuir com o desenvolvimento dos processos de atualização tecnológica e para a gestão dos ativos físicos das empresas de geração hidrelétrica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242137.pdf: 1092979 bytes, checksum: d95cf7e59892339031da0ee8f88deb9d (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo utilizar metodologias consolidadas, de forma integrada, na área de confiabilidade em sistemas de distribuição de energia elétrica, visando contribuir para o gerenciamento e controle de metas de indicadores de continuidade, aplicado em um sistema real. Deste modo, emprega-se o método analítico de avaliação de confiabilidade preditiva em uma concessionária real, onde as características topológicas e operacionais da rede de distribuição e dos equipamentos, de 17 conjuntos de consumidores, são modeladas e simuladas, de acordo com as restrições do modelo e considerações realizadas, obtendo-se valores de indicadores de continuidade estimados. De posse da estimação é possível determinar conjuntos que poderão violar as metas estabelecidas. São realizados estudos de priorização, comparando diferentes técnicas, para avaliar alimentadores e causas de interrupção, apresentando um conjunto de informações importantes e necessárias para a tomada de decisão, com relação à manutenção do sistema.

Orientador: Younès Messaddeq / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Oscar Peitl Filho / Banca: Gael Yves Poirier / Banca: Carlos Kenichi Suzuki / Resumo: A integridade das rotas ópticas depende da confiabilidade das fibras, que é afetada pelas condições de fabricação das fibras e cabos (matérias primas empregadas na fabricação do vidro e do revestimento e processo de fabricação) e pelas condições de operação da rota (ambiente da rota óptica e as tensões aplicadas durante o lançamento e vida útil). O objetivo deste trabalho é avaliar a degradação dos materiais que compõem as fibras ópticas e as consequências das variações de seus aspectos físico-químicos nas propriedades mecânicas e ópticas das fibras. Para tal foram realizados três tipos de envelhecimento nas amostras: 1 - envelhecimento hidrotérmico (em água deionizada a 85°C por 14, 28 e 49 dias) de amostras com revestimento acrilato e de carbono; 2 - envelhecimento em campo resultante em perda de confiabilidade mecânica e óptica; e 3 - envelhecimento por passagem de 500 mW, sob raio de curvatura de 10mm durante 30 minutos em de amostras com revestimento acrilato e de carbono. Observou-se que para o primeiro método de revestimento, as amostras revestidas têm resistência mecânica mais baixa que as amostras decapadas com H2SO4 a quente, possivelmente devido à mudança local de pH ou a atividade da água na superfície vítrea, dependendo do mecanismo de degradação do revestimento: cross link ou cisão de cadeias. No segundo método de envelhecimento, para as amostras com problemas de resistência mecânica, notou-se que o problema se encontrou na formulação dos revestimentos, faltando plastificante no revestimento primário e excedendo o mesmo material no revestimento secundário. Esse efeito tornou o polímero interno menos aderido ao vidro, e o externo menos capaz de suportar as tensões mecânicas normais de utilização da fibra óptica, tornando o guia de onda menos resistente mecanicamente. / Abstract: The integrity of optic network depends on the reliability of optical fibers, affected by cable and fibers manufacture conditions (materials and process) and by the environmental use conditions (tensions applied during installation and long term use). The objective of this work is to evaluate degradation of the materials and the consequences of its physical-chemical aspects variations in the mechanical and optic properties of fibers. So, three types of aging in the samples had been carried through: 1 - hydro-thermal aging (in deionized water at 85°C for 14, 28 and 49 days) of samples with acrilate and carbon coatings; 2 - field aging resulting in loss of mechanical and optical reliability; and 3 - aging by optical power of 500 mW, under 10 observed that for the first covering method, the coated samples had lower mechanical resistance than the uncoated samples (with hot H2SO4), due to local change of pH or changes of water activity in the glass surface, depending on the degradation mechanism of the coating material: cross link or chain scission. In the second aging method, for the samples with mechanical reliability problems, we noted the problem was in the formularization of coating, where it was missing plasticizer in the primary coating and exceed in the secondary coating. This effect became internal polymer not adhered enough to the glass, and external one incapable to support the normal mechanical tensions of use of an optic fiber, causing low mechanical reliability. For the samples with problems of optical attenuation, the cause of the problem was the wrong preparation of secondary coating, evidenced by its high Tg value. / Doutor

[pt] O mecanismo de falha por corrosão se apresenta, na maioria dos casos, como o fator limitante na operação continuada de um duto. Esse mecanismo reduz a resistência mecânica do duto, aumentando a necessidade de reparos com a conseqüente diminuição da capacidade produtiva. A determinação da resistência remanescente através da aplicação de metodologias semi-empíricas é uma prática mundialmente aplicada, fato este que promoveu o surgimento de diversos programas destinados à aplicação sistematizada dos métodos semi-empíricos. Além do cálculo da resistência remanescente, os aplicativos desenvolvidos fornecem diversas ferramentas adicionais, como a avaliação da confiabilidade das ferramentas de inspeção, o cálculo do tempo ótimo para re-inspeção e a determinação da confiabilidade do duto. No desenvolvimento deste trabalho, foram comparados três diferentes programas na avaliação da integridade imediata e futura de dutos de aço com defeitos de corrosão, dando-se ênfase na comparação das pressões de falha e das probabilidades de falha fornecidas pelos programas. Com o objetivo de estabelecer valores de referência, um modelo analítico para o cálculo da probabilidade de falha imediata e futura foi desenvolvido, dando enfoque nas incertezas associadas à medição feita por PIG Instrumentado e às associadas às taxas de corrosão na profundidade e no comprimento do defeito. Os diferentes métodos foram aplicados sobre um defeito hipotético isolado, e em seguida em três diferentes dutos com defeitos reais de corrosão, abrangendo diversas condições operacionais, de projeto e quanto ao estado de corrosão. Na comparação dos programas, foram observados diferentes modelos de cálculo da probabilidade de falha quanto à avaliação dos modos de falha por ruptura e por vazamento como fenômenos dependentes e independentes. Os resultados de probabilidade de falha apresentados pelos diferentes modelos se mostraram congruentes apenas em defeitos onde o modo de falha por vazamento se apresenta como dominante. Em defeitos onde o modo de falha por ruptura se mostra expressivo, o modelo de avaliação dos modos falha por ruptura e por vazamento como fenômenos independentes apresenta maiores valores de probabilidade de falha. Além disso, foi possível observar a influência dos diferentes modelos de crescimento do defeito na previsão da pressão de falha e da probabilidade de falha. Observou-se também a importância do uso de modelos de interação de defeitos, observando-se pressões de falha até 50% inferiores com o uso do modelo de interação de defeitos. / [en] The corrosion failure mechanism presents itself, in most of cases, as the limiting factor of the continued operation of a steel pipeline. This failure mechanism reduces the strength of the pipeline, increasing the demand for repair, and consequently, reducing the production capacity. The determination of the pipeline remaining strength through semi-empirical methodology application is a practical worldwide applied, fact that promoted the appearance of many computer programs for the systematic application of those semi-empirical methods. Besides the calculation of the pipeline remaining strength, the developed programs provide several additional tools, such as the reliability evaluation of the In Line Inspection Tools, the determination of the optimum time for pipeline re-inspection and the reliability evaluation of the pipeline in itself. In this work development, it was compared three different programs in the immediate and future integrity evaluation of real pipelines with corrosion defects, giving emphases at the comparison of the burst pressure and failure probability supplied by the programs. Aiming establish reference values for probability of failure, a analytical model was developed to calculate the immediate and future probability of failure, focusing the uncertainties associated with the In Line Inspection measurement and with the corrosion rate in defect depth and length. The different methodologies were applied under a hypothetic single defect, and next, in three different pipelines with real corrosion defects, covering several operational conditions, of design and of corrosion severity. In the program comparison, it was noticed different models for calculating the probability of failure regarding the assessment of failure modes by rupture and by leakage as dependent and independent phenomena. The results of probability of failure presented by different models were congruent only in defects where the failure mode by leakage appears as dominant. In defects where the failure mode by rupture is shown expressive, the model of assessment of failure modes by rupture and by leakage as independent phenomena presents higher values of probability of failure. Furthermore, it was possible to observe the influence of different models of growth of the defect in the calculation of the future failure pressure and the probability of failure. It was also observed the importance of using models of interaction of defects, finding difference up to 50% in the results of failure pressure.