Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The estimates of low flow in ungauged basins with data lacking represent in Brazil an urgent technical demand as a result of the environmental licensing and water rights. These processes are requirements of our legislation at federal and state level. The reference flows presented in the Brazilian laws are related to minimum and medium flow into our rivers and streams. The reference flows must keep the integrity to environmental sustainability. On the other hand, Brazil with its continental dimensions has no runoff network that meets the needs of traditional hydrological studies. In 1997 was proposed a methodological strategy was proposed, in which this study aims to maximize its use through new application cases. A network of 12 basins was structured to support the studies because there are not monitoring data. The goal is to establish a protocol using the proposed method based on the interpretation and recognition of major factors of rainfall-runoff process. The river depletion is the key concept that supports a water balance applied to estimate the minimum flows in basins with data lacking by using three flow measurements in the fluvial section of interest. In this process it is used a mathematical model of two parameters, one parameter related to water balance, Cinf, and another to the river depletion, the Ksub. From the network of 12 basins with runoff continuous monitoring, it is obtained a technical database with 600 simulations that supported the assessment expansion of its applicability for up to 1000 km² basins. As outcome a protocol is achieved for implementing the method associated to an acceptance interval of Cinf from 0.1 to 0.6; the effective characterization of river depletion during flow measurement campaign; the definition of a previous rainy period with limited of total precipitated in 14 days prior to flow measurement campaign; the possibility of using the method in basins until 1000 km² since a representation of at least two rain gauges is considered to support the water balance. Finally, it is evaluated the possibility of the method application for both fractured aquifers as sedimentary aquifers in small basins. / As estimativas de vazões em bacias sem dados representam, no Brasil, uma demanda técnica inadiável em decorrência dos processos de Licenciamento Ambiental e de Outorga de Uso dos Recursos Hídricos, exigências da legislação brasileira em níveis Federal e Estadual. As vazões de referência das leis estão relacionadas a fluxos mínimos e medianos que escoam em rios e riachos deste país e que devem manter sua integridade para a sustentabilidade do ambiente. Por outro lado, o Brasil, com suas dimensões continentais, não possui rede fluviométrica que atenda às necessidades de estudos hidrológicos tradicionais. Em 1997 foi proposta uma estratégia metodológica, da qual, neste estudo, pretende-se potencializar o uso, por meio de novas hipóteses de aplicação. Como não há disponibilidade de dados de monitoramento adequados, estruturou-se uma rede de 12 bacias para dar suporte ao estudo. O objetivo é estabelecer um protocolo de uso do método proposto, baseado na interpretação e reconhecimento de fatores preponderantes do processo de transformação chuva-vazão. O deplecionamento fluvial é o conceito-chave que sustenta um balanço hídrico dedicado a estimar as vazões mínimas em bacias sem dados - a partir de três medições de vazão na seção fluvial de interesse. Utiliza-se, neste processo, um modelo matemático de dois parâmetros, um relacionado ao balanço hídrico, Cinf, e outro ao deplecionamento fluvial, o Ksub. A partir da rede de 12 bacias com monitoramento fluviométrico contínuo, gerou-se um lastro técnico de 600 simulações que subsidiaram a avaliação de ampliação de sua aplicabilidade para bacias de até 1000 km². Como conclusões, foram obtidos: um protocolo para aplicação do método relacionado a intervalo de aceitação do Cinf de 0,1 a 0,6; a caracterização efetiva do deplecionamento fluvial durante a campanha de medição de vazões; a definição de um período antecedente de chuvas com limitações de totais precipitados em 14 dias antecedentes à campanha de medição de vazões; a possibilidade de utilização do método em bacias de até 1000 km², desde que se tenha representatividade por meio de, no mínimo, dois postos pluviométricos de apoio ao balanço hídrico. Por fim, avalizou-se a possibilidade de aplicação do método, tanto em aquíferos fraturados quanto em aquíferos sedimentares em pequenas bacias.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:44:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_AgremisGuinho_D.pdf: 4370227 bytes, checksum: 9fc9a5dfb766e6075fe58104c3c22087 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um software para reconciliação de dados, detecção e identificação de erros grosseiros, estimativa de parâmetros e monitoramento da qualidade da informação em unidades industriais em estado estacionário e dinâmico. O desenvolvimento desse software focalizou atender aos critérios de modularidade, extensibilidade e facilidade de uso. A reconciliação de dados é um procedimento de tratamento de medidas em plantas de processos necessário devido ao fato da inexorável presença de erros aleatórios de pequena magnitude associados aos valores obtidos dos equipamentos de medição. Além dos erros aleatórios, por vezes os dados estão associados a erros de maior magnitude e que constituem uma tendência, ou viés. Erros desta natureza podem ser qualificados e quantificados por técnicas de detecção de erros grosseiros. É importante para aplicação de subrotinas de otimização que os dados sejam confiáveis e livres de erros tanto quanto possível. A tarefa da remoção destes erros através de modelos previamente conhecidos (reconciliação de dados) não é trivial, já sendo estudada no campo da engenharia química nos últimos 40 anos e apresenta uma crescente quantidade de trabalhos publicados. Contudo, uma parte destes trabalhos é voltada para aplicação da reconciliação sobre equipamentos isolados, como tanques, reatores e colunas de destilação, ou pequenos conjuntos destes equipamentos e não são muitos os trabalhos que utilizam dados reais de operação. Isto pode ser atribuído à dimensão do trabalho computacional associado ao grande número de variáveis. O que se propõe neste trabalho é tomar partido da crescente capacidade computacional e das modernas ferramentas de desenvolvimento, provendo uma aplicação na qual seja facilitada a tarefa de descrever sistemas de maior dimensão, para estimar dados de qualidade superior, em tempo hábil, para sistemas de controle e otimização. É importante frisar que a reconciliação de dados e a detecção de erros grosseiros são fundamentais para a confiabilidade de resultados de subrotinas de otimização e controle supervisório e também pode ser utilizada para a reconstrução de estados do processo / Abstract: The main goal of this work was the development of software for data reconciliation, gross errors detection and identification, data reconciliation, parameter estimation, and information quality monitoring in industrial units under steady state and dynamic operation. The development of this software was focused on meeting the criteria of modularity, extensibility, and user friendliness. Data reconciliation is a procedure for measurement data treatment in process plants, which is necessary due the fact of the inexorable presence of random, small magnitude errors associated to the values obtained from measurement devices. In addition to the random errors, sometimes data are associated to major magnitude errors that lead to a trend or bias. Errors of this nature can be qualified and quantified through gross errors detection techniques. It is important for optimization routines that data are reliable and error free as much as possible. The task of removal of these errors using previously known models (data reconciliation) is not trivial, and has been studied for the last 40 years in the field of chemical engineering, showing an increasing amount of published works. However, part of these works is devoted to applying data reconciliation over single equipment, such as tanks, reactors, distillation columns, or small sets of these equipments. Furthermore, not much of this published work relies on real operation data. This can be regarded to the dimension of computational work associated to the great number of variables. This work proposes to take advantage of increasing computational capacity and modern development tools to provide an application in which the task of higher dimension systems description is accomplished with ease in order to produce data estimates of superior quality, in a suitable time frame, to control and optimization systems. It is worthwhile mentioning that data reconciliation and gross error detection are fundamental for reliability of the results from supervisory control and optimization routines, and can be used also to process state reconstruction / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T22:28:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chiarello_AndreGarcia_D.pdf: 7903318 bytes, checksum: cd3f513a26e60d59ef55edbb6453d942 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho aborda o problema de detecção e localização de falhas em sistemas mecânicos através de modelos matemáticos. Considera-se que o sistema mecânico seja representado por um modelo dinâmico na forma de variáveis de estado, com parâmetros constantes e entradas estacionárias. Definindo-se, apropriadamente, funções de correlação e explorando as propriedades inerentes aos sistemas estacionários, consegue-se obter funções analíticas envolvendo parâmetros físicos do sistema. Posteriormente, demonstra-se que estas funções analíticas podem ser utilizadas para monitorar parâmetros físicos do modelo, ou ainda, identificar parâmetros físicos relacionados a uma falha no sistema. Duas abordagens diferentes para o problema de localização de falhas são desenvolvidas: uma utiliza a estimação de parâmetros e outra utiliza funções de resíduo. Visando uma aplicação em sistemas reais, foram simulados sistemas mecânicos em diversas condições de operação. Os resultados numéricos comprovaram que a metodologia proposta pode ser utilizada no monitoramento de sistemas mecânicos / Abstract: This work deals with the problem of fault detection and location in mechanical systems through mathematical models. It is considered that the mechanical system is represented in a state space form, with constant parameters and stationary inputs. Some correlation functions are appropriately defined involving physical parameters of the stationary system. It is demonstrated that these correlation functions can be transformed to appropriate analytical form (redundancy equations) for fault detection and isolation purposes. Two different approaches are considered: one based on physical parameters estimation and the other based on residuaIs generation. Three different mechanical systems were numerically simulated with conditions (or restrictions) usually found in practical situations. The results showed that the proposed approach is a promising methodology for monitoring stationary mechanical systems / Doutorado / Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Víctor Hugo Lachos Dávila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-27T06:40:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GalarzaMorales_ChristianEduardo_M.pdf: 5076076 bytes, checksum: 0967f08c9ad75f9e7f5df339563ef75a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os dados longitudinais são frequentemente analisados usando modelos de efeitos mistos normais. Além disso, os métodos de estimação tradicionais baseiam-se em regressão na média da distribuição considerada, o que leva a estimação de parâmetros não robusta quando a distribuição do erro não é normal. Em comparação com a abordagem de regressão na média convencional, a regressão quantílica (RQ) pode caracterizar toda a distribuição condicional da variável de resposta e é mais robusta na presença de outliers e especificações erradas da distribuição do erro. Esta tese desenvolve uma abordagem baseada em verossimilhança para analisar modelos de RQ para dados longitudinais contínuos correlacionados através da distribuição Laplace assimétrica (DLA). Explorando a conveniente representação hierárquica da DLA, a nossa abordagem clássica segue a aproximação estocástica do algoritmo EM (SAEM) para derivar estimativas de máxima verossimilhança (MV) exatas dos efeitos fixos e componentes de variância em modelos lineares e não lineares de efeitos mistos. Nós avaliamos o desempenho do algoritmo em amostras finitas e as propriedades assintóticas das estimativas de MV através de experimentos empíricos e aplicações para quatro conjuntos de dados reais. Os algoritmos SAEMs propostos são implementados nos pacotes do R qrLMM() e qrNLMM() respectivamente / Abstract: Longitudinal data are frequently analyzed using normal mixed effects models. Moreover, the traditional estimation methods are based on mean regression, which leads to non-robust parameter estimation for non-normal error distributions. Compared to the conventional mean regression approach, quantile regression (QR) can characterize the entire conditional distribution of the outcome variable and is more robust to the presence of outliers and misspecification of the error distribution. This thesis develops a likelihood-based approach to analyzing QR models for correlated continuous longitudinal data via the asymmetric Laplace distribution (ALD). Exploiting the nice hierarchical representation of the ALD, our classical approach follows the stochastic Approximation of the EM (SAEM) algorithm for deriving exact maximum likelihood (ML) estimates of the fixed-effects and variance components in linear and nonlinear mixed effects models. We evaluate the finite sample performance of the algorithm and the asymptotic properties of the ML estimates through empirical experiments and applications to four real life datasets. The proposed SAEMs algorithms are implemented in the R packages qrLMM() and qrNLMM() respectively / Mestrado / Estatistica / Mestre em Estatística

Para o correto dimensionamento da maioria dos componentes estruturais é necessário informações sobre a resposta do material quando submetido à fadiga de alto e baixo ciclo, bem como conhecer as propriedades monotônicas (não-cíclicas) e cíclicas dos materiais. Na literatura são encontradas amplas divulgações de dados sobre diversos materiais de engenharia (Ex. SAE J1099 Technical Report on Fatigue Properties). Porém, quando se trata de ferro fundido nodular estas informações são limitadas, sendo assim, visa-se neste trabalho caracterizar as propriedades monotônicas e cíclicas destes materiais em complemento aos trabalhos já publicados na literatura e propor métodos para a estimativa destas propriedades a partir da dureza. Faz-se necessário a proposição de métodos estimativos das propriedades mecânicas destes materiais baseados na dureza devido às suas grandes variações que são inerentes ao processo de fundição. Em um mesmo componente podem existir diferentes classes de ferro fundido, que apesar de possuir a mesma composição química, podem apresentar variações nas propriedades mecânicas devido à formação de diferentes estruturas metalúrgicas que são sensíveis às taxas de resfriamento do material que variam de acordo com as características geométricas da peça que está sendo fundida, principalmente a variação da espessura. Neste estudo a determinação das relações entre as propriedades monotônicas e cíclicas dos ferros fundidos nodulares foram obtidas a partir do tratamento dos dados publicados na literatura levando-se em consideração o índice de qualidade. Foi proposto um modelo contínuo com relação à dureza para a estimativa das propriedades monotônicas, do coeficiente de resistência cíclico e do expoente de encruamento cíclico e para a estimativa das propriedades cíclicas que experimentalmente demonstraram não ter correlação com a dureza foi proposto uma forma discreta, que consistiu na recomendação de valores típicos definidas por faixas de dureza. / For the correct design of the most part of structural components is necessary to have information about the material response under both high cycle and low cycle fatigue, as well as the knowledge of monotonic and cyclic materials properties. In literature a major publication of several engineering material data can be found (e.g, SAE J1099 - Technical Report on Fatigue Properties), but regarding to ductile iron this information is quite limited. Therefore, this work aims to characterize the monotonic and cyclic properties of this material in complementing to the available data in the literature and also make a proposition of methods to estimate this properties from hardness. The mechanical properties estimation model from hardness is relevant to take into account the inherent variations of casting process, which for the same chemical composition can be found different grades in a same part. This fact occurs due to the formation of different metallurgical structures that is influenced by cooling ratio which changes accordingly to geometrical characteristic of the part, especially the thickness variation. In this study the determination of the relation between monotonic and cyclic properties from hardness has been determined from literature data processing taking into account the Quality Index. For monotonic properties, the cyclic strength coefficient and the cyclic strain hardening exponent estimation has been proposed a continuous method based on hardness and for the cyclic properties that experimentally showed to remain independent of hardness has been recommended one set of properties for specific hardness ranges.

A contaminação do amendoim com aflatoxinas é objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Entretanto, não consta em trabalhos publicados no país, o estudo da distribuição da contaminação com aflatoxinas entre embalagens de produtos processados que apresentam grãos inteiros e grãos triturados, assim como a estimativa da ingestão de aflatoxinas oriundas do consumo de produtos de amendoim. O objetivo deste trabalho foi investigar a ocorrência e a distribuição da contaminação com aflatoxinas entre embalagens de produtos de amendoim comercializados em estabelecimentos da cidade de Piracicaba – SP, além de caracterizar as amostras quanto a dados qualitativos e quantitativos e condições do ambiente no local da amostragem, assim como estimar a ingestão de aflatoxinas através de produtos de amendoim. A análise qualitativa visual das embalagens não constata esta como fonte de favorecimento da contaminação por aflatoxinas. Quantitativamente, a análise das faixas dos pesos líquidos dos produtos corresponderam aos pesos declarados nas embalagens dos produtos. A atividade de água, mostraram valores normalmente não altos o suficiente para permitirem crescimento fúngico e somente em alguns produtos específicos, os valores poderiam proporcionar o crescimento fúngico. Quanto aos parâmetros temperatura e umidade relativa, observou-se que a temperatura em vários locais amostrados poderia favorecer o crescimento fúngico, enquanto que a umidade relativa não demonstrou valores favoráveis. Os dados de contaminação com aflatoxina mostraram que os produtos comercializados, em alguns casos, ainda apresentam contaminação acima do permitido pela legislação brasileira e que estabelecimentos de diferentes portes apresentaram mesma freqüência e nível de contaminação. O estudo da distribuição da contaminação mostrou que pode ocorrer uma distribuição bastante diferente entre embalagens do mesmo lote, também no produto processado a partir de amendoim triturado, e a detecção da contaminação com aflatoxinas nesses produtos, mostra ser de mais fácil detecção, do que em produtos processados que utilizam amendoim inteiro ou parcialmente inteiro. A avaliação do consumo de produtos de amendoim mostrou níveis de consumo diferentes dos obtidos através de dados de literatura, ressaltando a importância de se trabalhar com dados realísticos de consumo para estimar a ingestão diária provável de aflatoxina AFB1. A estimativa da ingestão diária provável (IDP) de aflatoxina AFB1, mostrou ser inferior a ingestão diária aceitável (IDA) proposta na literatura, ressaltando que as (IDP) relatadas neste estudo foram somente devido ao consumo de produtos de amendoim e não em relação a dieta completa da população. / The peanut contamination with aflatoxins has already been objective of several researches. However there is no published article dealing with the aflatoxin contamination distribution among packages of processed peanut products, containing hole or smashed grains of peanut, neither with the estimate of ingestion of aflatoxins related to peanut products. The objective of this research study was to investigate the occurrence and the widespread-distribution of contamination with aflatoxins in packages of processed peanut products available on the market in Piracicaba city – state of São Paulo and to characterize the samples in terms of: the aspect of the package by visual inspection, the actual weight in comparison to the weight printed on the labels, the water activity of the peanut products and the ambient conditions (temperature and relative humidity) in the sampled stores, as well as to estimate the ingestion of aflatoxin AFB1 through peanut products. In general, based on the visual inspection of the aspect of the peanut products sampled in this study, the packages were not considered a potential source of contamination with aflatoxins. Also, the check of the actual net weight of the products in comparison to the declared weight on the product labels didn’ t show harmfull weight variations to the consumers. The analytical results for water activity showed that in general the values of aw of the products were not high enough to allow the fungic growth-development and the values of water activity could allow the fungic growth. With respect to the temperature and relative humidity it was observed that the temperature of many stores could favor the fungic growth while that relative humidity wasn‘t show values favorable to the fungic growth. The results of contamination with aflatoxins showed that there were some cases which showed contamination with aflatoxin above accepted levels by the Brazilian legislation and that establishment of different size showed one same frequency and level of contamination by aflatoxin. The research of the distribuition of contamination showed that can occur on distribuition enough different among packages of the same lot, also in processed product from peanut products that presented grains crushed, and detection of contamination with aflatoxin in these products, showed to be the more easy detection that in processed products that used grains not crushed or entire grains. The evaluation the consumption the peanut products showed levels differents the levels obtained across the literature datas, to stand up an importance the if to work with real datas of consumption for estimated the probable diary ingestion the aflatoxin AFB1. The estimated of probable diary ingestion (IDP) the aflatoxin AFB1, showed be lower than acceptable diary ingestion (IDA) to proposal by literature, to stand up that as (IDP) reported in this reasearch were only due the consumption the peanut products and not in the statement the completed diet of population.

Devido ao compromisso com a melhoria do meio ambiente, aliado às crescentes exigências dos órgãos ambientais, e a necessidade de identificar a contribuição de cada atividade/processo desenvolvido em institutos de pesquisas, quanto ao impacto destes à qualidade do ar, este trabalho teve a finalidade de desenvolver um modelo de inventário e aplicar uma metodologia de cálculo, que permita estimar a emissão de poluentes atmosféricos, decorrentes das atividades dos centros de pesquisa e desenvolvimento do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). O estudo foi motivado pela ausência de metodologias de cálculo de emissões atmosféricas específicas para fontes fixas como capelas químicas de exaustão e da necessidade em atender as condicionantes estabelecidas no licenciamento ambiental da instituição. Para a elaboração dos cálculos foram adotados os fatores de emissão e a equação descrita na AP-42 da EPA- Environmental Protection Agency. Foram utilizadas como abordagens de cálculo de emissões: a) Mensuração direta (por meio do inventário de emissões atmosféricas); e b) Estimativa de emissões (utilizando estimativa da taxa de emissão calculada a partir do fator de emissão apropriado). O estudo foi detalhadamente realizado tendo como base inicial o inventário e o modelo de estimativa de emissão atmosférica das fontes fixas aplicado no Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA). Cabe ressaltar que o monitoramento online da qualidade do ar no campus é realizado em estação fixa, parceria IPEN CETESB, na estação CETESB Cid. Universitária IPEN - USP. O estudo possibilitou estabelecer, de forma efetiva, o Programa de Monitoramento e Controle de Emissões Atmosféricas (PMEA IPEN), podendo servir de modelo para outras instituições de Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação. Como produto final obteve-se um inventário de emissões atmosféricas de fontes fixas da instituição, a taxa de emissão de poluentes, bem como a concentração de poluentes emitidos. A estimativa das emissões não ultrapassou os limites dispostos na legislação em âmbito nacional e estadual. / Atmospheric Emission Factors and Significance Analysis applied to the Air Quality Management in the IPEN / CNEN-SP Campus due to the commitment to improve the environment, combined with the increasing demands of environmental agencies, and the need to identify the contribution of each activity / process developed in research institutes, as well as the impact of these on the air quality, this work aims to develop an inventory model and apply a methodology of calculation for measuring the emission of atmospheric pollutants, arising from the activities of the research and development centers of the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN / CNEN-SP). The study was motivated by the absence of atmospheric emission calculation methodologies specific to stationary sources, such as fume hoods. For preparation of the calculations, the emission factors and the equation described in the AP-42 EPA- Environmental Protection Agency were adopted. The emission calculation methods used were: a) Direct measurement (through the inventory of air emissions); and b) Emissions estimate (using the emission rate estimate calculated from the appropriate emission factor). The study was carried out in detail, based on the inventory and model of atmospheric emission of fixed sources applied at the Chemistry and Environment Center (CQMA). It should be noted that online monitoring of air quality on campus is carried out at a fixed station, IPEN CETESB partnership, at CETESB Cid station. University - IPEN - USP. The study has made it possible to establish, in an effective way, the Atmospheric Emission Monitoring and Control Program (PMEA - IPEN), which could serve as a model for other Research, Development and Innovation institutions. The final product was an inventory of atmospheric emissions from fixed sources of the institution, the emission rate of pollutants, as well as the concentration of pollutants emitted. The estimation of the emissions did not exceed the limits established in the national legislation and state level.

[pt] A ocorrência de eventos de perfuração em poços de óleo e gás é frequente, porém indesejada, uma vez que acarreta aumento no tempo e custo das operações. Sua ocorrência pode levar à perda de circulação do fluido, desmoronamento da parede do poço, restrição da sua funcionalidade, danos à plataforma, problemas ambientais e mesmo a perda de vidas humanas. Desta forma, o conhecimento das tensões é essencial para a estimativa da estabilidade do poço e aumento da segurança da perfuração. Existem diversos métodos para prever a tensão horizontal mínima, entretanto, para a máxima, ainda há dificuldades na sua determinação. No caso de poços inclinados, este cálculo se torna ainda mais complexo, uma vez que as tensões regionais não são alinhadas com o eixo do poço. Identificada essa necessidade, e partindo do princípio de que ao menos um poço já tenha sido perfurado em um campo e que este apresentou instabilidades do tipo colapso ou fraturamento induzido, esta dissertação trabalha na implementação de um algoritmo capaz de obter a magnitude da tensão horizontal máxima que levou ao surgimento dos mesmos. As fraturas Induzidas são falhas de tração, enquanto os Breakouts são gerados pelo colapso da parede do poço por falhas de compressão. Ambos devem ser devidamente identificados a partir de perfis de imagem. Os algoritmos implementados envolvem solução analítica, calculada através de métodos implícito e explícito. O procedimento para a rotação das tensões para poços inclinados é baseado em formulação presente na literatura, e os cálculos das tensões ao redor da parede do poço, nas equações de Kirsch. O fraturamento do material é avaliado de acordo com a tensão de cut-off, e o de ruptura, a partir do critério de Mohr-Coulomb ou Lade-Ewy. Os métodos desenvolvidos são comparados entre si, relatando suas vantagens e desvantagens. Aplicando uma vasta variação de inclinação e azimute do poço, os resultados alcançados apresentam uma diferença pequena com relação aos obtidos por meio de pacotes comerciais, sendo considerados satisfatórios. / [en] The occurrence of oil and gas well drilling events is common, but undesirable, once it increases time and cost of operations. Its occurence can lead to loss of fluid circulation, wellbore wall collapse, restriction of its functionality, platform damage, environmental issues and even the lost of human lives. stresses knowledge is essential to wellbore stability estimation and to the improvement of drilling safety. In fact, there are some methods and tests to compute the minimum horizontal stress, but there still exist difficulties on maximum horizontal stress determination. In the case of deviated wells, the calculations are even more complexes due to the lack of alignment between the regional stresses and well axis. Identified that problem, and considering that at least one wellbore has been drilled in a field and presented compressive or tensile instabilities, this dissertation works on the implementation of algorithms capable of obtaining the maximum horizontal stress magnitude that lead the appearance of breakout or induced fracture. The instability problems are identified and previously interpreted through image logs. The implemented algorithms involve an analytical solution, which is calculated by an explicit method and an implicit one, to the stated problem. The procedure to the stresses rotation on deviated wells used at this work is based on the formulation presented on technical literature, and the calculation of the stresses around the wellbore wall, on Kirsch s equation. The failure of the material is evaluated using a tensile cutoff for induced fractures and Mohr-Coulomb or Lade-Ewy criteria for breakouts. The developed methods are compared between each other, presenting the advantages and disadvantages of then. The results, applying a large variation on the wellbore inclination and azimuth, show that the values accomplished a low difference in relation to the obtained by using a commercial software, being considered as satisfactory.

[pt] O ES-MDA tem sido usado amplamente no que diz respeito a problemas inversos de reservatórios de petróleo, usando a estatística bayesiana como cerne. Propriedades importantes como a permeabilidade, raio da zona de skin e permeabilidade da zona de skin, são estimadas a partir de dados de histórico de reservatório usando esse método baseado em conjuntos. Nessa tese, a pressão medida no poço durante um teste de injetividade foi calculada usando uma abordagem analítica de um reservatório multicamadas, com zona de skin, usando a Transformada de Laplace. O algoritmo de Stehfest foi usado para inverter os dados para o campo real. Além disso, ao usarmos essa abordagem, conseguimos obter facilmente a vazão em cada camada como um novo dado a ser considerado no ES-MDA, enriquecendo a estimativa dos dados desejados. Por usarmos a vazão e a pressão como dados de entrada no ES-MDA, é de suma importância que a diferença de ordens de grandezas não influencie em nossas estimativas e por isso optou-se por usar o ES-MDA na forma adimensional. Visando uma maior precisão de nossas estimativas, usou-se um algoritmo de otimização dos fatores de inflação do ES-MDA. / [en] The ES-MDA has been extensively used concerning inverse problems of oil reservoirs, using Bayesian statistics as the core. Important properties such as permeability, skin zone radius, and skin zone permeability are estimated from historical reservoir data using this set-based method. In this thesis, the pressure measured at the well during an injectivity test was calculated using an analytical approach of a multilayer reservoir, with skin zone, using the Laplace Transform. Stehfest s algorithm was used to invert the data to the real field. Furthermore, using this approach, we were able to easily obtain the flow rate in each layer as new data to be considered in the ES-MDA, enriching the estimation of the targeted data. As we use flow rate and pressure as input data in the ES-MDA, it is important to assure that the difference in orders of magnitude does not influence our estimates. For this reason, we chose to use the ES-MDA in the dimensionless form. Aiming at a greater precision of our estimates, we used an algorithm to optimize the ES-MDA inflation factors.

[pt] As práticas atuais de imageamento de corpos estranhos dentro do corpo humano utilizam técnicas de radiografia, que apresentam uma série de limitações e problemas para a saúde do operador e do paciente. Alternativas para localizar esses corpos estranhos vêm sendo estudadas, buscando o uso de magnetômetros, como o GMI e o GMR, para medir a intensidade do campo magnético de objetos metálicos. Para desenvolver um dispositivo portátil que utilize um magnetômetro capaz de identificar a intensidade do campo magnético de um corpo estranho metálico, é essencial que o mapeamento da posição deste dispositivo tenha alta precisão e replicabilidade, garantindo assim maior segurança para o paciente. Esta dissertação busca estudar métodos de navegação inercial, utilizando um IMU (Inertial Measurement Unit) para estimar a posição através da aceleração e velocidade de rotação, e odometria visual, que usa uma câmera para estimar a posição através de uma sequência de imagens de uma determinada trajetória. Estudos comparativos entre as duas metodologias foram realizados, destacando as principais fontes de erro de cada uma e suas vantagens e desvantagens para a aplicação desejada. Os dados do IMU e os vídeos foram coletados utilizando um Raspberry Pi dentro de uma caixa impressa em 3D, capaz de se encaixar em uma calha reta de alumínio. Esta configuração reduziu as principais fontes de erro humano, permitindo análises com menos graus de liberdade. Após as análises com a calha de alumínio, foram realizados ensaios adicionais envolvendo mais graus de liberdade, utilizando calhas curvas impressas em 3D e à mão livre, buscando verificar o desempenho das metodologias em situações mais próximas da aplicação final: um dispositivo portátil de localização de corpos estranhos. / [en] Current practices for imaging foreign bodies within the human body use radiographic techniques, which present several limitations and health problems for both the operator and the patient. Alternatives for locating these foreign bodies are being studied, focusing on the use of magnetometers, such as GMI and GMR, to measure the magnetic field intensity of metallic objects. To develop a portable device that uses a magnetometer capable of identifying the magnetic field intensity of a metallic foreign body, it is essential that the positioning of this device is mapped with high precision and replicability, thus ensuring greater safety for the patient. This dissertation aims to study inertial navigation methods, using an IMU (Inertial Measurement Unit) to estimate position through acceleration and rotational velocity, and visual odometry, which uses a camera to estimate position through a sequence of images of a given trajectory. Comparative studies between the two methodologies were carried out, highlighting the main sources of error of each and their advantages and disadvantages for the desired application. The IMU data and videos were collected using a Raspberry Pi inside a 3D-printed box that fits into a straight aluminum rail. This setup reduced the main sources of human error, allowing analyses with fewer degrees of freedom. After the analyses with the aluminum rail, additional tests involving more degrees of freedom were conducted using curved 3D-printed rails and freehand, aiming to verify the performance of the methodologies in situations closer to the final application: a portable device for localizing foreign bodies.