Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2853_1.pdf: 2443566 bytes, checksum: d6ed6dee905f6a514461997814f79f7b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / A necessidade de reduzir a poluição atmosférica e diminuir o impacto ambiental ocasionado pelas tecnologias modernas é hoje uma das principais preocupações da dos países. Dentre os diversos poluentes atmosféricos, o dióxido de enxofre tem recebido atenção especial devido á severidade dos seus efeitos nocivos as pessoas, animais, vegetações e construções. Este contaminante encontra-se presente em componentes derivados do petróleo, como gasolina e diesel. A qualidade do ar e os conceitos de desenvolvimento sustentável têm referenciado as regulamentações de emissões veiculares. Agências de proteção ambiental são levadas a tornar mais restritas as especificações de derivados de petróleo anunciando novas legislações para reduzir o nível de enxofre nos combustíveis. O principal processo de remoção de enxofre na indústria de refino de petróleo a remoção do enxofre é feita pela hidrodessulfurização, com elevado custo, requer condições severas de reação. O desenvolvimento de novos processos para a remoção de compostos sulfurados dos combustíveis que vêm sendo estudados são os processos de adsorção que têm apresentados vantagens tanto da parte de custos como de seletividade, utilizando diversos materiais adsorventes como zeolitas e carvões. O objetivo deste trabalho é estudar as interações do tiofeno e propanotiol, compostos sulfurados, e a zeolita NaY, através de Modelagens Moleculares baseadas em métodos de química quântica ONIOM. A interação preferencial, para o tiofeno, ocorre entre o sistema de elétrons π com o cátion sódio, enquanto para o propanotiol, a interação se dá entre o enxofre e o cátion sódio, além da formação de ligação de hidrogênio SH-O. A obtenção de energias de adsorção adequadas requer pelo menos que três tetraedros sejam tratados quanticamente próximos ao adsorvato e que o ambiente cristalino seja descrito por pelo menos 38 tetraedros e a equalização da eletronegatividade seja utilizada para determinar as cargas dos átomos da região clássica

A técnica de Espalhamento Dinâmico de Luz (do inglês Dynamic Light Scattering, ou DLS), também conhecida por técnica de Espectroscopia por Correlação de Fótons (do inglês Photon Correlation Spectroscopy, ou PCS), é amplamente utilizada na caraterização estrutural de sistemas coloidais, fornecendo informações importantes sobre tamanhos ca- ractersticos, tempos de correlação e efeitos de polarização no sistema. A facilidade de execução dos experimentos e praticidade das análises é uma das principais vantagens desta técnica. Especificamente para sistemas diludos compostos por partculas em solução, ela pode fornecer informações diretas sobre o raio hidrodinâmico das partculas do meio. No entanto, a obtenção desse parâmetro requer a utilização de métodos de ajuste e análise dos dados experimentais que assumem diversas caractersticas do sistema e possuem li- mitações intrnsecas devido à própria resolução do método frente presença de partculas de variados tamanhos e concentrações, polidispersões contnuas de tamanho, entre vários outros fatores. Existem casos, por exemplo, onde o mesmo conjunto experimental pode ser descrito por dois modelos diferentes. Neste projeto, é proposto um estudo sistemático das limitações dos métodos de análise frente a dados simulados e experimentais, de modo a permitir a aplicabilidade destes métodos a vários tipos de sistemas. Serão investigados casos de sistemas monodispersos e polidispersos, monomodais e multimodais, através da geração de dados simulados que mimetizem a presença desses grupos de partculas, em di- ferentes proporções e polidispersões. Como resultado, teremos indicações da precisão com que estes métodos de modelagem conseguem reproduzir os valores inseridos na simulação. Além disso, experimentos reais serão realizados utilizando amostras padrão de modo a aplicar os métodos de análise a estes dados bem como contrapor os resultados obtidos pelas simulações e pelos dados experimentais. / The Dynamic Light Scattering technique, also known as Photon Correlation Spectros- copy, is widely used for the structural characterization for colloidal systems, providing important information on characteristic length scales, correlation times and polarization effects. The relative simple experimental setup and easy-to-use modeling methods are one of the main advantages of this technique. Specifically for diluted systems of particles in solution, one can obtain direct information on the hydrodynamic for the particles in the system. However, in order to retrieve this parameter it is necessary to use modeling and analysis methods for the experimental methods which assumes intrinsic characteristics on the system and have intrinsic limitations due to the resolution of the method when particles with several sizes, concentrations, etc. In several cases, the same experimental data can be described by several different models. In this project it is proposed a systematic study on the limitations on the analysis methods upon simulated and experimental data in order to investigate the applicability of these methods for several system types. Monodisperse and polydisperse systems are investigated, either composed by one type of particles (monomo- dal) or several types of particles (multimodal). As a result, one can obtain indications on the accuracy that the modeling methods can reproduce the simulated parameters. Finally, real experiments were performed using standard samples in order to test the modeling methods and to calibrate the simulation procedures.

O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de algoritmos para análise de estabilidade transitória com esforço computacional reduzido. Com este propósito é desenvolvido uma metodologia para o equivalente dinâmico, a qual é um resultado da eliminação das barras de cargas providas com diferentes modelagens: PQ como constante, PQ como função de tensão e PQ como função de tensão e frequência. O sistema elétrico de potência é reduzido à barras geradoras internas através do método clássico de determinação de equivalentes desenvolvidos por Ward. Uma versão melhorada do equivalente de Ward atualiza a injeção de corrente equivalente nas barras geradoras internas através da utilização das Unidades Medidoras de fasores (PMU\'s) que fornecem os desvios angulares de potência das unidades geradoras e ele uma matriz ele sensibilidade W. A atualização da injeção ele corrente equivalente nas barras geradoras internas é efetuada através da matriz de sensibilidade W para cada novo ponto ele operação. A técnica utilizada para o desenvolvimento da matriz de sensibilidade W foi feita atráves da linearização da equação do fluxo de carga não linear e considerando diferentes modelagens das cargas. Programas que levam em consideração os aspectos acima foram desenvolvidos onde as diferentes modelagens de cargas são incorporadas. Para isto, o sistema AEP de 14 barras foi utilizado como teste para este projeto. / The development of algorithms for analysis of transient stability with reduced computational effort is the main objective of this work. With that purpose a methodology to build reduced equivalents of a power system in a dynamic way is developed. The expression for the injected equivalent currents at the generator buses, is a result of load buses elimination corresponding to different load models, that is: constant PQ loads, PQ as voltage dependency model,as well as PQ as voltage and frequency dependency models. The electric power system is reduced to the generator buses only, using the classic methodology for equivalents developed by Ward. An improved version for the Ward equivalent updates the injected equivalent currents at the generator buses through the use of the phasor measurement units (PMU\'s) and a sensitivity matrix W; those units give the power angle deviation of the generators when some perturbation is applied to the system. In the process of correcting the injected equivalent currents the sensitivity matrix W is updated every time the operating point changes significatively. The technique used in developing the sensitivity matrix W was made through linearization of the load flow equations applied to the different load models. Computer programs taking the considerations above mentioned were developed. The AEP-14 bus power system was used to test the models proposed on this work.

A técnica de Espalhamento Dinâmico de Luz (do inglês Dynamic Light Scattering, ou DLS), também conhecida por técnica de Espectroscopia por Correlação de Fótons (do inglês Photon Correlation Spectroscopy, ou PCS), é amplamente utilizada na caraterização estrutural de sistemas coloidais, fornecendo informações importantes sobre tamanhos ca- ractersticos, tempos de correlação e efeitos de polarização no sistema. A facilidade de execução dos experimentos e praticidade das análises é uma das principais vantagens desta técnica. Especificamente para sistemas diludos compostos por partculas em solução, ela pode fornecer informações diretas sobre o raio hidrodinâmico das partculas do meio. No entanto, a obtenção desse parâmetro requer a utilização de métodos de ajuste e análise dos dados experimentais que assumem diversas caractersticas do sistema e possuem li- mitações intrnsecas devido à própria resolução do método frente presença de partculas de variados tamanhos e concentrações, polidispersões contnuas de tamanho, entre vários outros fatores. Existem casos, por exemplo, onde o mesmo conjunto experimental pode ser descrito por dois modelos diferentes. Neste projeto, é proposto um estudo sistemático das limitações dos métodos de análise frente a dados simulados e experimentais, de modo a permitir a aplicabilidade destes métodos a vários tipos de sistemas. Serão investigados casos de sistemas monodispersos e polidispersos, monomodais e multimodais, através da geração de dados simulados que mimetizem a presença desses grupos de partculas, em di- ferentes proporções e polidispersões. Como resultado, teremos indicações da precisão com que estes métodos de modelagem conseguem reproduzir os valores inseridos na simulação. Além disso, experimentos reais serão realizados utilizando amostras padrão de modo a aplicar os métodos de análise a estes dados bem como contrapor os resultados obtidos pelas simulações e pelos dados experimentais. / The Dynamic Light Scattering technique, also known as Photon Correlation Spectros- copy, is widely used for the structural characterization for colloidal systems, providing important information on characteristic length scales, correlation times and polarization effects. The relative simple experimental setup and easy-to-use modeling methods are one of the main advantages of this technique. Specifically for diluted systems of particles in solution, one can obtain direct information on the hydrodynamic for the particles in the system. However, in order to retrieve this parameter it is necessary to use modeling and analysis methods for the experimental methods which assumes intrinsic characteristics on the system and have intrinsic limitations due to the resolution of the method when particles with several sizes, concentrations, etc. In several cases, the same experimental data can be described by several different models. In this project it is proposed a systematic study on the limitations on the analysis methods upon simulated and experimental data in order to investigate the applicability of these methods for several system types. Monodisperse and polydisperse systems are investigated, either composed by one type of particles (monomo- dal) or several types of particles (multimodal). As a result, one can obtain indications on the accuracy that the modeling methods can reproduce the simulated parameters. Finally, real experiments were performed using standard samples in order to test the modeling methods and to calibrate the simulation procedures.

O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de algoritmos para análise de estabilidade transitória com esforço computacional reduzido. Com este propósito é desenvolvido uma metodologia para o equivalente dinâmico, a qual é um resultado da eliminação das barras de cargas providas com diferentes modelagens: PQ como constante, PQ como função de tensão e PQ como função de tensão e frequência. O sistema elétrico de potência é reduzido à barras geradoras internas através do método clássico de determinação de equivalentes desenvolvidos por Ward. Uma versão melhorada do equivalente de Ward atualiza a injeção de corrente equivalente nas barras geradoras internas através da utilização das Unidades Medidoras de fasores (PMU\'s) que fornecem os desvios angulares de potência das unidades geradoras e ele uma matriz ele sensibilidade W. A atualização da injeção ele corrente equivalente nas barras geradoras internas é efetuada através da matriz de sensibilidade W para cada novo ponto ele operação. A técnica utilizada para o desenvolvimento da matriz de sensibilidade W foi feita atráves da linearização da equação do fluxo de carga não linear e considerando diferentes modelagens das cargas. Programas que levam em consideração os aspectos acima foram desenvolvidos onde as diferentes modelagens de cargas são incorporadas. Para isto, o sistema AEP de 14 barras foi utilizado como teste para este projeto. / The development of algorithms for analysis of transient stability with reduced computational effort is the main objective of this work. With that purpose a methodology to build reduced equivalents of a power system in a dynamic way is developed. The expression for the injected equivalent currents at the generator buses, is a result of load buses elimination corresponding to different load models, that is: constant PQ loads, PQ as voltage dependency model,as well as PQ as voltage and frequency dependency models. The electric power system is reduced to the generator buses only, using the classic methodology for equivalents developed by Ward. An improved version for the Ward equivalent updates the injected equivalent currents at the generator buses through the use of the phasor measurement units (PMU\'s) and a sensitivity matrix W; those units give the power angle deviation of the generators when some perturbation is applied to the system. In the process of correcting the injected equivalent currents the sensitivity matrix W is updated every time the operating point changes significatively. The technique used in developing the sensitivity matrix W was made through linearization of the load flow equations applied to the different load models. Computer programs taking the considerations above mentioned were developed. The AEP-14 bus power system was used to test the models proposed on this work.

Cement slurries are used in oil wells to isolate the production area from the rock formation. An important property of these materials is their durability. Due to the interactions of the cement slurries with aggressive media in the oil wells, the durability can be threatened or lost. Cement slurries modified with polymers are promising materials candidates for cementing oil wells. Thus, it is necessary to evaluate new materials in hostile environments. In this work, new cement slurries were prepared with the Epoxy resin and the ethylenediamine hardener in two different media: distilled water and sea water. The new slurries were tested for their mechanical properties and characterized before and after interaction with the following media: production water, hydrochloric acid solution and mud acid solution. After 365 days of contact with the production water, the modified slurries showed greater chemical and mechanical resistance compared to the slurries without the polymer network (Standard slurries). Moreover, for the modified slurries after contact with the production water, a decrease of 9% in the compressive strength occurred, whereas for the slurries without the polymer network, the reduction reached 40%. Kinetic studies, chemical and thermodynamic equilibrium were carried out in the investigation of the interaction of the cement slurries with the solutions of HCl and mud acid. The results have suggested that the interactions between the modified slurries and the acid media are due to surface reactions with preservation of the hydrated compounds of the cement, causing a mass loss around 25%. For the standard slurries, the mechanism is predominantly diffusion, with structural deterioration of these slurries and mass loss of approximately 46%. Thus, the modified slurries with the polymer network Epoxy-EDA presented good characteristics to be used in the oil well procedures. / Pastas de cimento são utilizadas em poços de petróleo para isolar a zona de produção da formação rochosa. Uma propriedade importante desses materiais é sua durabilidade. Devido suas interações com meios agressivos, essa propriedade pode ser ameaçada ou perdida. Pastas de cimento modificadas com polímeros são materiais promissores candidatos à cimentação de poços de petróleo. Assim, é necessário avaliar novos materiais em meios hostis. Neste trabalho, novas pastas de cimento foram preparadas com a resina Epoxy e o endurecedor Etilenodiamina em dois meios distintos: água destilada e água do mar. As novas pastas foram testadas em relação às suas propriedades mecânicas e caracterizadas antes e após a interação com os seguintes meios: água de produção, solução de ácido clorídrico e solução de mud acid. Após 365 dias de contato com a água de produção, as pastas modificadas apresentaram maior resistência química em comparação com as pastas sem a rede polimérica (pastas padrão). Além disso, para as pastas modificadas após o contato com a água de produção, ocorreu uma diminuição de 9% na resistência à compressão, já para as pastas sem a rede polimérica, a redução atingiu 40%. Estudos cinéticos, equilíbrio químico e termodinâmico foram realizados na investigação da interação das pastas de cimento com as soluções de HCl e mud acid. Os resultaram sugerem que as interações entre as pastas modificadas e os meios ácidos são devido a reações superficiais com preservação dos compostos hidratados do cimento, ocasionando uma perda de massa em torno de 25%. Para as pastas padrão, o mecanismo é predominantemente por difusão, com deterioração estrutural dessas pastas e perda de massa de aproximadamente de 46%. Desta forma, as pastas modificadas com a rede polimérica Epoxy-EDA apresentaram boas características para serem utilizadas em ambientes subterrâneos dos poços de petróleo. / São Cristóvão, SE