Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A determinação do potencial de geração de gases em aterros sanitários de resíduos sólidos, em geral, pode ser realizada a partir de modelos matemáticos obtidos com base em experimentos, o que já vem ocorrendo desde os anos 70, com o objetivo de avaliar o potencial de geração de gás a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU), quantificando também a biodegradabilidade dos resíduos. A heterogeneidade dos resíduos sólidos urbanos é um fator de extrema relevância para a modelagem computacional do comportamento dinâmico de aterros sanitários. A grande dificuldade consiste na representação desta heterogeneidade e nos parâmetros necessários para definir o perfil de degradação dos resíduos depositados em um aterro. Aliado a isto, tem-se a dificuldade de representação da geração de gás em aterros sanitários por modelos matemáticos comercialmente existentes e seu acoplamento aos modelos que representem adequadamente o comportamento térmico, hidráulico, mecânico e químicobiológico. Desta forma, o presente trabalho consiste na implementação do modelo matemático de decaimento de primeira ordem multicomponente, definido pelo IPCC (2006), para simular numericamente a geração de biogás em aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos. A implementação foi feita no código em elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation of BRIne Gas and Heat Transport), originalmente utilizado para resolver problemas de fenômenos acoplados termoquímico- hidro-mecânicos em meios porosos multifásicos, permitindo a realização de uma análise do fluxo de líquido e gás no meio poroso, assim como a influência de alguns parâmetros geotécnicos na geração de fluxo de biogás em um aterro. Neste trabalho o modelo implementado foi validado pela comparação dos resultados da simulação de geração de biogás em um problema sintético com os resultados obtidos e apresentados por FIRMO (2011), sendo também aplicado à simulação numérica bidimensional e tridimensional de geração de biogás e fluxo de água e gás no Aterro Experimental localizado no Aterro da Muribeca â Brasil

Este trabalho apresenta uma investigação da interação entre o gelo marinho Antártico e o setor austral e sudoeste do Atlântico Sul. Para realizar este estudo foram utilizados dados de satélite da concentração do gelo marinho e o modelo numérico acoplado do NCAR (Nacional Center for Atmospheric Research) o CCSM3 (Community Climate System Model) versão 3. O CCSM3 foi integrado por 150 anos em 3 diferentes simulações. Estas foram forçadas com as climatologias prescritas da concentração de gelo máximo (MAX), mínimo (MIN) e médio (controle) com o objetivo de avaliar o impacto das mudanças do gelo marinho Antártico no Mar de Weddell e na região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM). Este estudo enfatiza a interação das escalas de tempo anual, interanual a decadal. A metodologia empregada nesta pesquisa inclue as análises de correlação e espectral, bem como as técnicas estatísticas de funções ortogonais empíricas (EOF) e decomposição de valores singulares (SVD). O comportamento climático das variáveis oceânicas apresentou sensibilidade às diferentes concentrações de gelo marinho Antártico. A variabilidade das anomalias de TSM e SSM mostraram para o experimento MIN padrões espaciais que caracterizam um regime frio do Giro de Weddell, associado a menor intrusão da CDW. A resposta da variabilidade da temperatura, entre os cenários de gelo MAX e MIN, para a região da CBM sugere que menores concentrações de gelo marinho Antártico intensificam as anomalias de TSM desta região, com periodicidade interanual de 2-3 anos e decadal de 25 anos. A circulação oceânica, em ambas as regiões analisadas, associada a fase positiva da SAM se intensifica devido a influência das menores concentrações de gelo marinho. / In this work the interaction between Antarctic sea-ice and the South Atlantic ocean (austral and southwestern sectors) is investigated. To accomplish this satellite-observed sea-ice concentration (SIC) and a coupled model from NCAR-CCSM3 (National Center for Atmospheric Research - Community Climate System Model version 3) were employed. Three 150-year simulations, one each with the maximum (MAX), minimum (MIN) and average (control) SIC prescribed climatologies, were used to drive the CCSM3 run. The goal of the research is to evaluate the Weddell Sea and Brazil-Malvinas confluence (BMC) response to observed extremes in Antarctic sea-ice. This study focuses on annual, interannual and decadal timescales. The applied methodology uses correlation and spectrum analyses, as well as Empirical Orthogonal Functions (EOF) and Singular Value Decomposition (SVD). The annual mean behavior of oceanic variables showed sensibility to Antarctic sea-ice changes. The variability of SST and SSS anomalies showed for the sea-ice MIN experiment a spatial pattern that characterizes the cold regime of the Weddell Gyre, associate with low CDW intrusion. The response of the temperature variability, between sea-ice MAX and MIN scenarios, for the BMC region suggests that less Antarctic sea-ice produces a SST anomaly intensification in this region with a interannual cycle of the 2-3year and decadal cycle of the 25-year. The oceanic circulation in both study regions, related to positive SAM events, showed a intensification to less SIC influence.

Este trabalho apresenta uma investigação da interação entre o gelo marinho Antártico e o setor austral e sudoeste do Atlântico Sul. Para realizar este estudo foram utilizados dados de satélite da concentração do gelo marinho e o modelo numérico acoplado do NCAR (Nacional Center for Atmospheric Research) o CCSM3 (Community Climate System Model) versão 3. O CCSM3 foi integrado por 150 anos em 3 diferentes simulações. Estas foram forçadas com as climatologias prescritas da concentração de gelo máximo (MAX), mínimo (MIN) e médio (controle) com o objetivo de avaliar o impacto das mudanças do gelo marinho Antártico no Mar de Weddell e na região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM). Este estudo enfatiza a interação das escalas de tempo anual, interanual a decadal. A metodologia empregada nesta pesquisa inclue as análises de correlação e espectral, bem como as técnicas estatísticas de funções ortogonais empíricas (EOF) e decomposição de valores singulares (SVD). O comportamento climático das variáveis oceânicas apresentou sensibilidade às diferentes concentrações de gelo marinho Antártico. A variabilidade das anomalias de TSM e SSM mostraram para o experimento MIN padrões espaciais que caracterizam um regime frio do Giro de Weddell, associado a menor intrusão da CDW. A resposta da variabilidade da temperatura, entre os cenários de gelo MAX e MIN, para a região da CBM sugere que menores concentrações de gelo marinho Antártico intensificam as anomalias de TSM desta região, com periodicidade interanual de 2-3 anos e decadal de 25 anos. A circulação oceânica, em ambas as regiões analisadas, associada a fase positiva da SAM se intensifica devido a influência das menores concentrações de gelo marinho. / In this work the interaction between Antarctic sea-ice and the South Atlantic ocean (austral and southwestern sectors) is investigated. To accomplish this satellite-observed sea-ice concentration (SIC) and a coupled model from NCAR-CCSM3 (National Center for Atmospheric Research - Community Climate System Model version 3) were employed. Three 150-year simulations, one each with the maximum (MAX), minimum (MIN) and average (control) SIC prescribed climatologies, were used to drive the CCSM3 run. The goal of the research is to evaluate the Weddell Sea and Brazil-Malvinas confluence (BMC) response to observed extremes in Antarctic sea-ice. This study focuses on annual, interannual and decadal timescales. The applied methodology uses correlation and spectrum analyses, as well as Empirical Orthogonal Functions (EOF) and Singular Value Decomposition (SVD). The annual mean behavior of oceanic variables showed sensibility to Antarctic sea-ice changes. The variability of SST and SSS anomalies showed for the sea-ice MIN experiment a spatial pattern that characterizes the cold regime of the Weddell Gyre, associate with low CDW intrusion. The response of the temperature variability, between sea-ice MAX and MIN scenarios, for the BMC region suggests that less Antarctic sea-ice produces a SST anomaly intensification in this region with a interannual cycle of the 2-3year and decadal cycle of the 25-year. The oceanic circulation in both study regions, related to positive SAM events, showed a intensification to less SIC influence.

[pt] A grande maioria dos problemas de estabilidade de poços de petróleo ocorre em trechos de folhelhos, rochas nas quais, uma especificação eficiente da pressão do fluido de perfuração requer previamente uma especificação correta da concentração salina e da temperatura. Todavia, para um dimensionamento adequado das características do fluido de perfuração necessárias à estabilidade do poço, é necessário o uso de modelos matemáticos que considerem um acoplamento adequado entre efeitos poroelásticos, químicos e térmicos. Entretanto, a complexidade matemática das equações de modelos acoplados normalmente leva à adoção de soluções numéricas, que consomem um tempo computacional muito grande e, por isso, esses modelos não são atrativos à aplicação na análise da estabilidade de poços. Este trabalho apresenta um modelo acoplado termo-químico-poroelástico representado por duas soluções, uma numérica, que utiliza o método dos elementos finitos, e outra analítica, baseada no método das transformadas de Laplace. Ao comparar ambas as soluções é demonstrado que a solução analítica consegue representar tão bem quanto à solução numérica os principais processos acoplados presentes durante a perfuração de folhelhos e que influenciam na sua estabilidade e, por esta razão, pode ser utilizada na análise de estabilidade de poços em folhelhos. Através de um estudo de caso, é verificado que um controle eficiente da estabilidade do poço é obtido especificando a pressão do fluido de perfuração em função da sua temperatura e concentração salina. Estes resultados também indicam as razões de alguns problemas não previstos por modelos desacoplados, e que quase sempre ocorrem durante a perfuração em folhelhos. / [en] Wellbore stability problems are most common when drilling through shales. In order to avoid such problems in this kind of rocks the solute concentration and temperature must be properly defined in the drilling fluid composition, which requires considering poroelastic, thermal and chemical effects in a coupled way. The equations complexity of coupled models usually results in numerical solutions that are very time consuming, thus, unattractive for stability analysis. In an opposite way, it is very difficult to develop closed- form solutions for coupled models. This work presents a thermochemoporoelastic model represented by a numerical solution based upon the finite element method and an analytical solution based upon the Laplace transform method. A comparison between the results of the numerical solution and analytical solution shows that the later can reproduce the coupled processes involved in the wellbore stability problem in shales as well as the former, and for this reason the closed-form solution can be applied as a practical tool in wellbore stability analysis. The analysis of a typical wellbore drilled through shales showed that an efficient control of wellbore stability can be obtained through an adequate specification of the drilling fluid pressure when taking in account its solute concentration and temperature. The model was also able to explain some problems not predicted by uncoupled models, but almost always seen while drilling through shales.