Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:00/11446-0

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Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-12T15:30:43Z No. of bitstreams: 2 Leite_FS-Tese2012-DOCEAN-tt.pdf: 7355705 bytes, checksum: cdd11be57564224083c3a2b8946fb3de (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T15:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Leite_FS-Tese2012-DOCEAN-tt.pdf: 7355705 bytes, checksum: cdd11be57564224083c3a2b8946fb3de (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09-26 / FACEPE / A exploração de óleo e gás vem apresentando um rápido crescimento em regiões de baixa latitude, mesmo assim pouquíssimos experimentos e modelagens envolvendo vazamento de gás têm sido publicados pela comunidade científica. Este estudo foi desenvolvido de modo a aumentar o conhecimento a respeito do comportamento da pluma de gás durante um vazamento acidental em águas rasas. Os métodos usados e os resultados obtidos são apresentados neste estudo, assim como um modelo para simular o transporte e a dispersão de uma pluma de gás liberada em águas rasas. Primeiramente, experimentos de campo foram realizados através da simulação de um vazamento de gás natural a aproximadamente 30 m de profundidade na costa nordeste do Brasil. Quatro cenários distintos, com variadas condições de forçantes geofísicas, foram associados a diferentes fluxos de gás (de 3000 a 9000 L.h-1) e períodos sazonais (verão e inverno). Num segundo estágio, a análise de dispersão da pluma de gás foi realizada com os dados obtidos in situ. O modelo usou um volume de controle lagrangiano para discretização e simulou a evolução da pluma de gás associando a termodinâmica e o impacto desta na hidrodinâmica da pluma de gás. De acordo com os dados coletados, o transporte predominante da corrente ocorreu para sulsudoeste (nordeste) durante o verão (inverno). A diferença no diâmetro da pluma ocorreu principalmente na camada mais próxima à superfície. A pluma de gás deslocou-se para sul-sudoeste no verão e para nordestenorte durante o inverno. Os fluxos de gás liberados no assoalho oceânico pareceram não afetar a hidrodinâmica local. O movimento da pluma foi sempre influenciado pelas forçantes de maré e meteorológica, nesta ordem. Os resultados de modelagem indicaram que, à medida que a pluma sobe na coluna de água, a mesma é deslocada horizontalmente na direção da corrente predominante. A situação extrema estabeleceu um raio crítico (máximo deslocamento horizontal) da fonte de gás de 35,2 m. A comparação entre os dados medidos e os calculados mostrou que o modelo representou satisfatoriamente as principais características da liberação de gás, tais como o deslocamento, o diâmetro e o tempo de ascensão da pluma. Apesar das plumas apresentarem a largura média da mesma ordem de magnitude entre as medições e os cálculos, melhorias podem aumentar o desempenho do modelo durante o desenvolvimento inicial das plumas. Dados importantes e únicos foram coletados durante os vazamentos de gás, os quais contribuíram para a caracterização do comportamento de diferentes fluxos em diferentes períodos. Os experimentos forneceram uma base de dados para um modelo computacional que foi capaz de reproduzir o transporte e a dispersão de uma pluma de gás no ambiente marinho. O modelo foi capaz de prever o transporte e destino do gás liberado no ambiente. O mesmo pode, portanto, ser usado como uma ferramenta para planos de contingência de vazamentos acidentais de gás no oceano. / Underwater oil and gas exploration has been growing fast in low latitude regions, even though very few experimental data acquisition and modeling involving gas release in tropical and shallow waters have been published by the scientific community. This study was developed to increase the knowledge concerning the gas behavior during a subsurface blowout in shallow waters. The methods used and the results obtained from this study are presented, as well as a model to simulate the transport and dispersion of a subsurface gas plume released from shallow waters. At first, field experiments were carried out by simulating a subsurface blowout with natural gas at approximately 30 m depth in the Northeast Brazilian coast. Four distinct scenarios with varied conditions of geophysical forcing were associated with different fluxes (from 3000 to 9000 L.h-1) and seasonal periods (summer and winter). As a second stage, the analysis of the gas plume dispersion was accomplished with the data obtained from the above campaigns. The model used a Lagrangian control volume for discretization and simulated the gas plume evolution, associating thermodynamics and the impact of the thermodynamics on the hydrodynamics of the gas plume. The predominant transport occurred toward the south-southwest (northeast) during the summer (winter) period. The difference in the plume width occurred mainly in the upper surface layer. The gas plume displaced toward the south-southwest (northeast-north) during the summer (winter) period. The gas flow releases seemed not to affect the local hydrodynamics. The plume movement was always influenced by the tidal and meteorological forcings, in that order. The simulation results indicated that, as the gas plume rose in the water column, the same plume was horizontally displaced toward current predominant direction. The extreme situation provided a critical radius (maximum horizontal displacement) from the gas release source of 35.2 m. The comparison between the measured and the calculated data showed that the model satisfactorily represented the main features of the gas release, such as the displacement, diameter and ascending time of the plume. Although the mean plume widths have the same order of magnitude between the measurements and the calculations, improvements may enhance the model’s performance during the earlier plume development. Important and unique data were collected during these subsurface releases, which contributed to the characterization of the behavior of different blowouts in different seasons. The experiments provided a baseline for a computational model capable of reproducing gas plume transport and dispersion in the marine environment. The model was able to predict the gas release transport and fate in the environment. Thus it can be used as a tool for contingency planning of an accidental underwater gas release.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07543.pdf: 4162108 bytes, checksum: fea345edb32c7ebb6b06110c513a47b1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:95/03214-1

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta as medidas das taxas de reação nuclear ao longo da direção radial da pastilha combustível por irradiação e posterior espectrometria gama de um fino disco de UO2 com enriquecimento de 4,3% no reator IPEN/MB- 01. A partir de sua irradiação, a taxa de captura radioativa e de fissão foram medidas em função do raio do disco utilizando um detector HPGe. Colimadores de chumbo foram utilizados para esse fim. O disco de UO2 é inserido no interior de uma vareta combustível desmontável e esta é então colocada na posição central do núcleo do reator IPEN/MB-01 e irradiada durante uma hora sob um fluxo de nêutrons de aproximadamente 9 x 108 n/cm2s. Na espectrometria gama, 10 colimadores com diâmetros diferentes foram utilizados, consequentemente, as reações nucleares de captura radioativa que ocorrem nos átomos de 238U e as fissões que ocorrem em ambos 235U e 238U são mensuradas em função de 10 regiões distintas do disco combustível. Correções de eficiência geométrica devido à introdução dos colimadores no sistema de detecção HPGe foram estimados usando o código MCNP-4C. Alguns valores calculados da taxa de reação nuclear de captura radioativa e fissão obtidos pela metodologia de Monte Carlo, utilizando o código MCNP-4C, são apresentados e comparados aos dados experimentais apresentando boa concordância. Além de taxas de reação nuclear, os índices espectrais 28ρ e 25δ foram obtidos para cada raio do disco combustível. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O fertilizante é considerado um componente essencial para a agricultura, pois sua utilização aumenta e repõe os nutrientes naturais do solo, perdidos por desgaste ou erosão. No processo de obtenção dos fertilizantes fosfatados, o concentrado de rocha reage com ácido sulfúrico concentrado produzindo ácido fosfórico e sulfato de cálcio (fosfogesso), como subproduto. O ácido fosfórico é utilizado para a produção do superfosfato triplo (TSP), superfosfato simples (SSP), monoamônio fosfato (MAP) e diamônio fosfato (DAP). A rocha fosfatada usada como matéria prima apresenta em sua composição radionuclídeos das séries naturais do urânio e tório. Durante o ataque químico do concentrado de rocha, as espécies presentes na reação, estáveis e radioativas, são redistribuídas entre o ácido fosfórico (matéria prima dos fertilizantes), e o fosfogesso, de acordo com sua solubilidade e características químicas. Enquanto os fertilizantes são comercializados, o fosfogesso fica estocado em pilhas podendo impactar o meio ambiente. Com a finalidade de entender a distribuição dos elementos e dos radionuclídeos no processo industrial de produção de fertilizantes fosfatados, foram analisadas amostras de concentrado de rocha, de fertilizantes (SSP, TSP, MAP e DAP) e fosfogesso de três procedências nacionais denominadas indústrias A, B e C. A técnica utilizada para a análise elementar foi a análise por ativação com nêutrons, que permitiu analisar os elementos Ba, Co, Cr, Fe, Hf, Na, Sc, Ta, Th, U, Zn e Zr, e as terras raras, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb e Lu. Os resultados obtidos permitiram concluir que em geral, as terras raras se distribuem de forma homogênea em todos os fertilizantes e no fosfogesso, exceto o Lu. Os fertilizantes SSP e TSP apresentaram concentrações de todos os elementos analisados da mesma ordem de grandeza da rocha de origem. O mesmo comportamento foi observado nos fertilizantes MAP e DAP, exceto para os elementos Co, Sc e U. Os elementos pertencentes à série radioativa natural do urânio (238U, 234U, 230Th, 226Ra e 210Pb), do tório (232Th, 228Ra e 228Th) e o K-40, foram determinados por meio da espectrometria gama e alfa. As amostras de fertilizantes MAP e DAP, que são diretamente derivadas do ácido fosfórico, apresentaram baixa concentração para o 226Ra, 228Ra e 210Pb, enquanto que para o U e Th as concentrações encontradas foram da mesma ordem de grandeza da rocha de origem. Os fertilizantes SSP e TSP, que são obtidos pela mistura de ácido fosfórico com concentrado de rocha, apresentaram concentrações mais elevadas para os radionuclídeos das séries naturais. Avaliou-se a exposição devido a sucessivas aplicações de fertilizantes e fosfogesso, calculando-se a dose interna devida à aplicação por 10, 50 e 100 anos. Os valores encontrados estão abaixo do limite de 2,4 mSv a-1, mostrando que esta prática é negligenciável. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11295.pdf: 3731608 bytes, checksum: 642672d3ddbbe81953275dd174a58822 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, os cristais de TlBr foram crescidos pelo método de Bridgman, a partir de materiais purificados pela técnica de fusão zonal. A eficiência da purificação e avaliação da superfície cristalina em relação ao desempenho como detectores de radiação foi observada. Bons resultados foram obtidos com os aprimoramentos realizados nos processos de purificação, crescimento de cristais e na fabricação dos detectores. A resposta à radiação foi verificada excitando os detectores com fontes de raios gama: 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) e 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Os valores de resolução em energia mais satisfatórios encontrados nesse trabalho foram a partir de detectores mais puros. Os melhores valores de resolução em energia obtidos foram de 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28 keV (8%), 31keV (6%) e 36keV (5%) para as energias de 59, 80, 122, 355, 511 e 662 keV, respectivamente. Também foi realizado um estudo da resposta à detecção a uma temperatura de -20ºC e da estabilidade desses detectores. Nos detectores desenvolvidos não houve diferença significativa na resolução tanto em temperatura ambiente quanto na reduzida. Em relação à estabilidade foi observada uma degradação das características espectrométricas sob operação contínua do detector a temperatura ambiente e esta instabilidade variou para cada detector. Ambas características também foram observadas por outros autores. A viabilidade de utilização do cristal de TlBr como fotodetector para acoplamento em cintiladores também foi estudada neste trabalho. TlBr é um material promissor para ser utilizado como fotodetector devido a sua adequada eficiência quântica na região de 350 a aproximadamente 500 nm. Como uma aplicação para este trabalho foram iniciados estudos para fabricação de sondas cirúrgicas utilizando cristais de TlBr como o meio detector. / Neste trabalho, os cristais de TlBr foram crescidos pelo método de Bridgman, a partir de materiais purificados pela técnica de fusão zonal. A eficiência da purificação e avaliação da superfície cristalina em relação ao desempenho como detectores de radiação foi observada. Bons resultados foram obtidos com os aprimoramentos realizados nos processos de purificação, crescimento de cristais e na fabricação dos detectores. A resposta à radiação foi verificada excitando os detectores com fontes de raios gama: 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) e 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Os valores de resolução em energia mais satisfatórios encontrados nesse trabalho foram a partir de detectores mais puros. Os melhores valores de resolução em energia obtidos foram de 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28 keV (8%), 31keV (6%) e 36keV (5%) para as energias de 59, 80, 122, 355, 511 e 662 keV, respectivamente. Também foi realizado um estudo da resposta à detecção a uma temperatura de -20ºC e da estabilidade desses detectores. Nos detectores desenvolvidos não houve diferença significativa na resolução tanto em temperatura ambiente quanto na reduzida. Em relação à estabilidade foi observada uma degradação das características espectrométricas sob operação contínua do detector a temperatura ambiente e esta instabilidade variou para cada detector. Ambas características também foram observadas por outros autores. A viabilidade de utilização do cristal de TlBr como fotodetector para acoplamento em cintiladores também foi estudada neste trabalho. TlBr é um material promissor para ser utilizado como fotodetector devido a sua adequada eficiência quântica na região de 350 a aproximadamente 500 nm. Como uma aplicação para este trabalho foram iniciados estudos para fabricação de sondas cirúrgicas utilizando cristais de TlBr como o meio detector. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:01/09049-5

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A qualidade dos efluentes líquidos do Pólo Industrial de Belford Roxo e das águas do Rio Sarapuí foram avaliadas por meio de ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis, Ceríodaphnia dúbia e Danio rerio e ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dúbia e Selenastrum capricornutum. Em associação ao monitoramento ecotoxicológico, foram realizados os procedimentos de Avaliação e Identificação da Toxicidade - AIT (Toxicity Identification Evaluation - TIE) os quais possibilitaram a identificação dos agentes tóxicos para as duas matrizes. Para o efluente, foi identificado o íon cloreto como principal agente tóxico, complementado por efeitos aditivos de metais, amônia e sulfeto. As águas do Rio Sarapuí apresentam os nutrientes fósforo e nitrogênio como principais agentes tóxicos, com toxicidade aditiva de metais, amônia e sulfeto. Embora a Estimativa de Impactos Ambientais a partir dos dados de toxicidade do efluente sugira impactos mínimos por parte do lançamento de efluentes do Pólo no compartimento água superficial, a qualidade das águas desse rio já apresenta por si só um impedimento à manutenção da vida aquática. O constante lançamento de esgoto não tratado compromete a qualidade das águas do rio Sarapuí, culminando num quadro de completa degradação devido ao aumento da concentração de nutrientes e matéria orgânica, que acaba por inviabilizar o correto equilíbrio desse ecossistema e suas interações ecológicas naturais. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP