[pt] O sucesso da operação de perfuração de poços de petróleo provém da incessante pesquisa científica que busca soluções e melhorias às diversas etapas deste processo. A correta formulação dos fluidos de perfuração e suas medições reológicas são parte fundamental neste cenário. O objetivo deste estudo é investigar o funcionamento de um viscosímetro Fann 35A e a metodologia utilizada para caracterização reológica de fluidos de perfuração, mediante comparação com um reômetro rotacional. Por conseguinte, diferentes fluidos, tais como soluções poliméricas e fluidos de perfuração, foram analisados com a finalidade de propor novas recomendações e aprimorar o uso do equipamento, comumente utilizado pelas companhias de petróleo. Curvas de escoamento e testes de força gel foram executados e, os resultados mostraram que as equações API são responsáveis pela determinação errônea dos parâmetros reológicos destes fluidos. Além disso, foi realizado um estudo teórico da relação entre a pressão e vazão em escoamento em tubo e espaço anular. Observou-se que a escolha precisa da função de viscosidade é imprescindível para o correto dimensionamento de bomba. Ademais, uma geometria ranhurada foi projetada e desenvolvida a fim de evitar os efeitos do deslizamento aparente em baixas taxas de cisalhamento. A força gel, medida importante para avaliar o reinício do escoamento em poços de petróleo, também foi avaliada e apresentou resultados bastante divergentes dos obtidos no reômetro. O gel adicional exibiu respostas significativas e assim, sua utilização é indicada. Por fim, as melhorias e metodologias propostas mostraram-se promissoras, embora em alguns casos não possua valia pelo custo benefício. A incorporação das recomendações obtidas no presente estudo garante aquisição com maior acurácia da reologia de fluidos de perfuração e, consequentemente, desempenho correto de algumas funções atribuídas ao mesmo, evitando assim ocorrência de sérios problemas operacionais, ambientais e financeiros. / [en] The success of a drilling operation in an oil well emerges from the unrelenting scientific research for solutions and improvements to the various stages of this process. The correct formulations of drilling fluids and their rheological measurements are essential to this scenario. This study aims to investigate the functionality of a rotational viscometer 35A and the methodology used to characterize the fluids’ rheology through the comparison with a rotational rheometer. Hence, different fluids, such as polymeric solutions and drilling fluids, were analyzed to propose new standards and improve the equipment operation, generally used by the oil companies. The results show that API equations are responsible for the inaccurate determination of these fluids rheological parameters. Besides, a theoretical study of the relationship between pressure and flow rate in a tube and annular flow was performed. It was observed that the choice of viscosity function is extremely important to determine the correct pump size. Also, a roughed geometry was designed and developed for the viscometer to avoid wall slip at low shear rates. The gel strength, an important parameter to analyze restart of flows in oil wells, was analyzed and presented expressively divergent results from those obtained with a rheometer. The additional gel strength showed interesting results that indicate its use. Finally, the improvements and proposed methodology were found to be promising, although in some cases, it is not worth the cost-benefit analysis. The use of this present study s recommendations guarantees the accuracy of drilling fluids rheology and, consequently, a good performance of some of its functions, avoiding the occurrence of serious operational, environmental and financial problems.

[pt] Este estudo procurou observar e quantificar os parâmetros operacionais que governam as propriedades permoporosas da torta de filtração, formada após o escoamento de uma solução de glicerina com uma determinada concentração de sólidos. A formação de um reboco externo de baixa permeabilidade é um dos fatores mais importantes para minimizar da invasão do filtrado de fluido na rocha reservatório. A contaminação do reservatório pelo filtrado do fluido pode trazer vários problemas operacionais, que serão discutidos nesta dissertação. A eficiência do sistema de fluidos em minimizar a invasão é normalmente avaliada através de ensaios padrão de filtração estática. Neste trabalho dois objetivos centrais são definidos: Identificar os parâmetros operacionais que governam as propriedades permoporosas do reboco externo através de ensaios de filtração estática e disponibilizar uma metodologia para a avaliação da invasão do filtrado do fluido de perfuração na geometria poço-reservatório (escoamento radial), a partir de ensaios de laboratório de filtração estática (escoamento linear). Os resultados indicam que a solução da lei Darcy para o problema de filtração com formação de torta incompressível mostrou - se adequada para grande maioria dos ensaios experimentais com solução de glicerina contendo agentes obturantes. O mesmo não se verificou para ensaios com solução de goma xantana como meio contínuo. Os resultados experimentais obtidos mostraram também que, para uma mesma solução de glicerina contendo agente obturante, os valores de permeabilidade da torta de filtração obtidos na geometria linear e na geometria radial são semelhantes. Desta forma, pode - se validar a metodologia de previsão do grau da invasão de fluidos de perfuração na rocha reservatório (configuração radial) a partir de ensaios convencionais de laboratório (configuração linear). / [en] This work deals with the understanding of the major operational parameters governing filter cake building drilling fluids invasion through reservoir rocks. The ability of the fluid system to prevent invasion is normally evaluated by standardized static filtration experiments. In these tests, the fluid is pressurized through a filter paper or into a consolidated inert porous medium. The volume which crosses the porous core is monitored along the time. Darcy flow modeling of non-compressible cakes proved to reproduce adequately the filtration of a Newtonian fluid + particulate system through ceramic and sinterized steel disks. Pressure differential, particle size and shape proved to be relevant parameters affecting filter cake permeability and porosity. The present study proposes, through the coupling of a linear filtration formulation (lab configuration) and a radial single phase formulation (wellbore vicinity), to predict fluid invasion depth of fluid filtrate in the reservoir rock. Modeling is validated with linear and radial lab tests. The proposed methodology is a requirement for optimum drilling fluid design to be used in the drilling of reservoir sections in both exploratory and development wells.

[pt] A perfuração de poços de petróleo envolve diversas fases. Com o avanço da tecnologia é possível explorar em águas ultra profundas com lâmina d água acima de 1500 metros de profundidade, com isso uma série de medidas precisam ser tomadas para que eventos catastróficos não ocorram durante a perfuração, eventos estes que podem gerar danos irreversíveis ao meio ambiente, multas altíssimas e expor a vida de centenas de pessoas. Dos eventos indesejados durante a perfuração, destacamos as instabilidades nas paredes dos poços, eventos como este podem gerar desmoronamentos devido à baixa pressões internas ou rupturas das paredes dos poços devido altas pressões. Com base nos modos de falha dos poços citados acima, o fluido de perfuração tem o objetivo de manter a pressão ideal no poço, sustentar suas paredes evitando desmoronamento, não somente isto, mas também remover os detritos ou cascalhos das rochas perfuradas, lubrificar e resfriar a broca. O presente trabalho buscou analisar o comportamento da parede dos poços quando submetidos a pressões que geram instabilidades e levam os poços a falhas irreversíveis, o método utilizado para mitigar os riscos foi o critério de falha de Mohr-Coulomb, e o desenvolvimento foi elaborado via métodos numéricos, mais específico em código de programação na linguagem Python, onde foi possível realizar simulações que visavam monitorar a estabilidade dos poços, demonstrando as áreas mais seguras e calculando as tensões atuantes durante a perfuração. / [en] The drilling of oil wells involves several phases. With the advancement of technology it is possible to explore ultra-deepwater with a water depth above 1500 meters deep, and a series of measures need to be taken so that catastrophic events have not occurred during drilling, events that can cause irreversible damage to the environment, very high fines and expose the lives of hundreds of people. Of the external events during drilling, we highlight the instabilities in the walls of the wells, events like this can generate landslides due to low internal pressure or ruptures of the walls of the wells due to high pressure. Based on the failure modes of the wells mentioned above, the drilling fluid has the objective of maintaining the ideal pressure in the well, sustaining its walls avoiding collapse, not only that but also removing the debris or cuttings from the drilled rocks, lubricating and cool the bit. The present work sought to analyze the behavior of the wall of the wells when it patented the pressure that generated instabilities and lead the wells to irreversible failures, the method used to mitigate the risks was the confirmed Mohr-Coulomb failure, and the development was elaborated via methods numerical, more specific in programming code in the Python language, where it was possible to carry out simulations that aimed to monitor the stability of the wells, demonstrating the safest areas and calculating the stresses acting during drilling.

[pt] O aparecimento de tensão limite decorrente da gelificação de óleo parafínicos constitui um problema significativo em linhas submarinas nos sistemas de produção de petróleo em água profundas. Essencialmente, existem dois modos para garantir retorno da produção em oleodutos após longas paradas: aplicar um elevado diferencial de pressão suficiente para mover o gel no duto, reinício de produção, ou injetar um fluido misccível de baixa viscosidade, preferencialmente Newtoniano, na entrada do duto, processo denominado deslocamento de fluido. Nós investigamos os efeitos da tensão limite e da tixotropia no escoamento de fluidos não Newtonianos em dutos horizontais, considerando tanto o reinício de produção quanto o deslocamento de fluidos sem diferença de densidade. Tanto a tensão limite como as propriedades tixotrópicas dos óleos parafínicos foram simuladas reologicamente por fluidos base água, soluções de Carbopol e suspensões de Laponita. Os resultados experimentais e os estudos numéricos do deslocamento de fluidos com tensão limite sem diferença de densidade são apresentados. Três tipos distintos de escoamento, que pertencem a categoria deslocamento central, foram identificados nos experimentos e chamados de corrugado, ondulado e liso a depender do nível de variação da camada residual ao longo do duto. A transição entre esses regimes foi identificada como da razão entre a tensão inercial e a tensão característica do fluido viscoplástico. Além disso, a influência das concentrações de NaCl e Laponita nos parâmetros reológicos das suspensões de Laponita é detalhada e o impacto da tixotropia no reinício de produção de suspensões de Laponita foi analisada com base em dados experimentais. / [en] The yield stress appearance when gelation occurs in wax crude oils constitutes a significant problem in subsea flowline in deepwater oil production systems. In essence, there exist two stages in a pipeline flow restart after a long shutdown: apply a large enough differential pressure in order to mobilize the gel in the pipe, i.e. a process of fluid start-up or inject miscible fluid with low viscosity, preferably Newtonian, at the pipe inlet, to flush the gelled oil out of the pipe, i.e. a process of fluid displacement. We investigate yield stress and thixotropy effects over non-Newtonian fluid flows in a horizontal pipe, considering the fluid start- up and the fluid displacement in the isodense limit. The yield stress and thixotropic properties of waxy crude oils are rheologicaly simulated by water base fluids, Carbopol solutions and Laponite suspensions. The results of experimental and numerical studies of isodense displacement of a yield stress fluid are presented. Three distinct flow types belonging to this central displacement are identified in the experiments namely corrugated, wavy and smooth depending on the level of the residual layer variation along the pipe. The transition between these flow regimes is found to be a function of the ratio between the inertial stress and the characteristic viscous stress of the viscoplastic fluid. Besides, the influence of NaCl and Laponite concentrations in the rheological parameters of Laponite suspensions is detailed and the impact of thixotropy in the start-up of Laponite suspensions are analyzed based on experimental results.

As vibrações induzidas pela emissão de vórtices (VIV) representam um problema de interação fluido-estrutura presente em diversas áreas da engenharia. Em particular, na engenharia oceânica, esse fenômeno é um tópico importante na análise de risers. Diante do seu impacto na vida útil das estruturas por questões de fadiga estrutural, a supressão desse fenômeno ressonante tem demandado diversos esforços de pesquisa. Uma maneira de reduzir as oscilações estruturais causadas pelo VIV é através do supressor passivo denominado absorvedor não linear de vibração (NVA). Esta pesquisa visa investigar numericamente a eficácia de uma classe de NVA na mitigação do VIV em cilindros rígidos montados em apoios elásticos com um e dois graus de liberdade. A força hidrodinâmica é considerada por meio de modelos fenomenológicos. As equações de movimento desenvolvidas são numericamente integradas com o intuito de analisar a influência dos parâmetros de massa, raio e amortecimento do supressor na resposta do cilindro. As curvas de amplitude de resposta como funções da velocidade reduzida representam a principal contribuição deste trabalho. De forma complementar, o comportamento do sistema ao longo da faixa de velocidades reduzidas característica do lock-in é explorado por meio das séries temporais do cilindro e do NVA. Para quantificar a eficiência do NVA, um critério de supressão baseado na amplitude de oscilação do cilindro é avaliado em função da velocidade reduzida e na forma de mapas de cores definidos em um espaço de parâmetros de controle para velocidades reduzidas específicas. Com base no estudo paramétrico feito, é possível verificar que o parâmetro de massa do NVA é o mais influente na supressão do VIV. Em geral, a supressão é maior no sistema em que o cilindro oscila apenas na direção transversal ao escoamento. Na condição em que o cilindro oscila nas duas direções do plano horizontal, constata-se que o NVA rotativo pode levar a uma amplificação da oscilação na direção do escoamento. / Vortex-induced vibrations (VIV) represent a fluid-structure interaction problem commonly found in several engineering areas. In the offshore engineering scenario, VIV plays an important role in risers dynamics. The suppression of this resonant phenomenon has required several efforts due to its impact on the reduction of the lifespan due to structural fatigue. Among other suppression solutions, it can be highlighted the use of non-linear vibration absorbers (NVAs). This research aims at numerically investigating the effectiveness of a particular class of NVAs as a passive suppressor of rigid cylinders mounted on elastic supports with one or two degrees of freedom subjected to VIV. The wake dynamics is studied through phenomenological models. The equations of motion are obtained and numerically integrated focusing on the identification of the influence of the NVA parameters on the response of the cylinder. Oscillation amplitude curves as functions of the reduced velocity are the main contribution of this work. Complementarily, response time series allow discussing the dynamics of the coupled system throughout the lock-in range of reduced velocities. In order to quantify the efficiency of the NVA, a suppression criterion based on the oscillation amplitude of the cylinder is evaluated as a function of reduced velocities and in the form of color maps defined in a space of control parameters for specific reduced speeds. The parametric study herein described shows that the mass of the suppressor has more influence on the VIV suppression than the other parameters for both 1-dof VIV (only cross-wise oscillations are allowed) and 2-dof VIV (concomitant in-line and cross-wise oscillations). In general, the suppression has proved to be greater in the 1-dof VIV condition. In 2-dof VIV, the rotative NVA may cause amplification of the in-line response.

[pt] O desenvolvimento de campos de petróleo afeta significativamente o meio geológico ao redor do reservatório. Os efeitos geomecânicos decorrentes da exploração podem ser nocivos à integridade de componentes presentes no sistema, notadamente os poços. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos do desenvolvimento do reservatório sobre a integridade de poços, empregando simulações de natureza fluido-mecânica e multi-escala. Para as análises globais, foi implementada e validada uma configuração de acoplamento fluido-mecânico parcial, utilizando o programa de simulação de reservatórios IMEX e o programa de análise de tensões ABAQUS, baseada na metodologia de acoplamento parcial desenvolvida pelo Grupo de Tecnologia e Engenharia de Petróleo da PUC-Rio. A conexão teórica entre modelos de poço e reservatório foi estabelecida através de um workflow multi-escala, desenvolvido para nortear a análise de integridade de poços em virtude dos efeitos de produção. Para a otimização da conexão numérica entre os modelos de diferentes escalas, foi desenvolvido um módulo gerenciador de análises locais, denominado Módulo APOLLO, capaz de incluir na simulação local as etapas de perfuração e completação do poço, bem como os efeitos geomecânicos provenientes da simulação global acoplada. Análises acopladas e multi-escala foram realizadas em dois poços hipotéticos, presentes em um modelo de reservatório com a geometria do Campo de Namorado. Através das ferramentas desenvolvidas nesta Tese, foi possível realizar uma previsão detalhada e precisa do mecanismo que levou os poços avaliados ao colapso. Constatou-se que o caráter dos estados limites observados foi essencialmente tridimensional, bem como dependente da abordagem de acoplamento empregada na simulação global. / [en] The development of petroleum fields affects substantially the geological environment around the reservoir. The geomechanical effects arising from hydrocarbon exploration may present harmful effects on the integrity of the system components, particularly the wells. The aim of this work was to analyze the reservoir development effects over the well integrity, employing fluid-mechanical and multi-scale simulations. For the global analyzes, it was implemented and validated a fluid-mechanic partial coupling configuration, using the reservoir simulation software IMEX and the stress analysis software ABAQUS, based on the coupling methodology developed by the Group of Technology and Petroleum Engineering of PUC-Rio. The theoretical connection between the models of reservoir and wells was established by a multi-scale workflow, which was developed to guide the well integrity analysis due to production effects. In order to optimize the numerical connection between distinct scale models, it was developed a local analysis manager, called APOLLO module, which can include the steps of drilling and completion, as well as the geomechanical effects from the global simulation, in the local simulations. Coupled multi-scale analyzes were performed in two hypothetical wells, present in a reservoir model based on the geometry of the Namorado Field. Through the tools developed in this Thesis, it was possible to perform a detailed and accurate prediction of the mechanism that leads the evaluated wells to the collapse. It was found that the character of the observed limit states was essentially three-dimensional, as well as dependent of the coupling approach employed on the global simulation.

Esta investigación busca evaluar la Interacción entre el Suelo y la Estructura (ISE) en reservorios elevados tipo INTZE de tres diferentes capacidades, cimentados en diferentes tipos de suelos, ubicados en la zona con más peligro sísmico en el Perú. Para esto se planteó realizar una muestra de 27 configuraciones estructurales, con variaciones de altura y diámetro del fuste, y diámetro de losa de cimentación, las cuales están cimentadas en cuatro tipos de suelos de acuerdo con la norma Sismorresistente E.030-16. Se evaluará la influencia de la carga sísmica, mediante un análisis dinámico espectral definido por los lineamientos de las normas nacionales E.030-16 y complementariamente por códigos y estándares internacionales como el ACI 350.3-06. Para el dimensionamiento de los reservorios se aplicó el criterio de Otto Intze, análisis estático de esfuerzos y criterios del código ACI 350.3-06 y ACI 307-48. Estos reservorios fueron modelados en el software SAP2000, contando con 216 simulaciones en total. Se aplicó el modelo de Housner (1963) para la Interacción Fluido-Estructura y para la ISE se aplicó el modelo recomendado por el código FEMA P-750. Para analizar los resultados de interés, como las fuerzas internas en el fuste, la cortante basal, momento de volteo, desplazamientos y periodos, se aplicó la prueba de normalidad de Shapiro Wilk para la variación porcentual que se genera al evaluar la ISE, con el fin de determinar intervalos de variación con una probabilidad del 95%. Además, se aplicó la prueba de independencia Chi-Cuadrado para determinar cuantitativamente si la ISE influye en la reducción de las respuestas de interés. Se concluye de la prueba de independencia que, para un nivel de significancia de 15% la ISE influye en la reducción de la fuerza cortante basal y momento de volteo. Así mismo, para un nivel de significancia de 5% la ISE influye en la reducción de las fuerzas internas locales de fuste. / This research seeks to evaluate the soil structure interaction (SSI) in elevated water tanks of three different capacities, founded on different types of soil, all located in the most seismic hazard zone in Peru. Twenty-seven models were evaluated, all with different structural adjustments, including variations in the capacity, height, and diameter of the foundation slab, which are founded on four types of soil, according to the Peruvian Code for Earthquake Resistant Design E.030-16. We are going to analyze the seismic load influence through a spectral dynamic analysis, according to the Peruvian Code E.030-16, and the ACI 350.3-06 code for elevated tanks. For the sizing of the elevated tanks, the Otto Intze criterion, the static stress analysis, the ACI 350.3-06 and the ACI 307-48 code were applied. These elevated water tanks were modeled in the SAP2000 software, with 216 simulations. The Housner model (1963) was applied for the Fluid Structure Interaction, and for the Soil-Structure Interaction (SSI), we applied the model recommended by the FEMA P-750 code. To analyze the results of interest, such as internal forces in the shaft, base shear, rocking moment, displacements and periods, we applied the Shapiro Wilk normality test for the percentage variation that is generated when we evaluate the SSI, in order to determinate variations intervals with a probability of 95%. Also, we applied the Chi-Square test of independence to determinate, quantitatively, if the results are influenced by the SSI. We concluded, from the independence test that, for a significance level of 15%, the SSI influences the reduction of the basal shear force and the rocking moment. Likewise, for a significance of 5%, the SSI influences the reduction of the internal shaft forces. / Tesis

A introdução da terapia antirretroviral (TARV) causou impacto significativo na qualidade de vida e controle de infecções oportunistas em indivíduos infectados pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), desta forma é crescente o interesse no estudo de doenças orais crônicas na era pós-TARV, com destaque para a periodontite crônica (PC). Foi avaliado o efeito da terapia periodontal não-cirúrgica (TPNC) nos parâmetros clínicos periodontais, perfil de citocinas salivares e no fluido crevicular gengival (FCG) e na colonização oral por Candida spp em indivíduos infectados pelo HIV com PC, por meio de um estudo quase-experimental. Indivíduos infectados pelo HIV (grupo teste) e não-infectados pelo HIV (grupo controle), ambos com PC foram avaliados. Os seguintes parâmetros foram analisados (1) clínicos, (2), imunológicos e (3) e microbiológicos: 1) índice gengival (IG), profundidade de sondagem (PS), nível de inserção clínica (NIC) e número de dentes; 2) níveis de linfócitos T CD4+ e carga viral plasmática (apenas para o grupo teste), níveis salivares de interleucina (IL)-6, IL-8 e fator de necrose tumoral-alfa (TNF-&alpha;) e níveis no FCG de lactoferrina (Lf) e histatina-5 (Hst-5), e 3) colonização oral por Candida spp. Os parâmetros foram analisados em três diferentes tempos (tempo 0 = baseline; tempo 2 = 30 dias após TPNC e tempo 3 = 90 dias após TPNC). A contagem de linfócitos T CD4+ e carga viral foi realizada em amostras de sangue dos pacientes do grupo teste, as ILs, Lf e Hst-5 foram dosadas por Enzyme-Lynked Immunosorbent Assay (ELISA) e a contagem e classificação de Candida spp foram determinadas a partir de amostras de enxaguado bucal. Nas comparações entre grupos por tempo, ambos apresentaram redução de IG (p<0,0001), PS (p<0,0001), bem como ganho de inserção clínica (p<0,0001) e houve aumento na contagem de linfócitos T CD4+ (p=0,0120) para o grupo teste. A quantificação da carga viral variou (p=0,2984), embora tenha ocorrido diminuição de alguns outliers iniciais com valores altos. Em relação aos biomarcadores, não foi possível observar diminuição estatisticamente significante com o tempo para IL-6 (p=0,6879), IL-8 (p=0,0557), TNF-&alpha;(p=0,7013), Lf (p=0,8188) e Hst-5 (p=0,1780) embora o declínio para IL-8 tenha sido mais acentuado. Pôde-se observar uma tendência de aumento entre o tempo 0 e tempo 2, seguido de 20 diminuição no tempo 3 para os grupos teste e controle da IL-8 e Hst-5, em contraste com o declínio linear para o grupo controle da IL-6. As concentrações de Lf apresentaram padrão de aumento do tempo 0 ao tempo 2 e diminuição do tempo 2 ao tempo 3 para o grupo teste, ao contrário do grupo controle, que diminuiu do tempo 0 ao tempo 2 e diminuiu do tempo 2 ao tempo 3. A análise de Candida spp foi dicotomizada entre os grupos teste e controle e mostrou diminuição significante ao longo dos tempos para ambos os grupos (p<0,0001). Pode-se concluir que a TPNC teve impacto benéfico nos marcadores sistêmicos da infecção pelo HIV e nos níveis de IL-8 salivar, além de reduzir a colonização oral por Candida spp em ambos os grupos / The introduction of antiretroviral therapy (ART) has had a significant impact on the quality of life and control of opportunistic infections in individuals infected by the human immunodeficiency virus (HIV), thus increasing interest in the study of chronic oral diseases in the post-ART era, with emphasis on chronic periodontitis (CP). The effect of non-surgical periodontal therapy (NSPT) on periodontal clinical parameters, salivary cytokine profile and gingival crevicular fluid (GGF), and oral colonization by Candida spp in HIV-infected individuals with CP was evaluated by means of a study quasi-experimental. Individuals infected with HIV (test group) and non-HIV infected (control group), both with CP were evaluated. The following parameters were analyzed: (1) clinical, (2) immunological, (3) and microbiological: 1) gingival index (GI), probing depth (PD), clinical attachment level (CAL) and number of teeth; 2) levels of CD4+ T lymphocytes and plasma viral load (only for the test group), salivary levels of interleukin (IL) -6, IL-8 and tumor necrosis factor-alpha (TNF-&alpha;) and levels of lactoferrin (Lf) and histatin-5 (Hst-5), and 3) oral colonization by Candida spp. The parameters were analyzed at three different times (time 0 = baseline, time 2 = 30 days after NSPT and time 3 = 90 days after NSPT). The CD4+ T lymphocyte count and viral load were performed on blood samples from the patients in the test group, ILs, Lf and Hst-5 were dosed by Enzyme- Lynked Immunosorbent Assay (ELISA) and the counting and classification of Candida spp were determined from oral rinse samples. In the comparisons between groups by time, both presented reduction of IG (p <0.0001), PD (p <0.0001), as well as clinical attachment gain (p<0.0001) and there was an increase in CD4+ T lymphocyte count (p=0.0120) for the test group. The viral load quantification varied (p=0.2984), although some initial outliers with a high value decreased. Regarding to the biomarkers, it was not possible to observe statistically significant decrease with time for IL-6 (p = 0.6779), IL-8 (p = 0.0557), TNF-&alpha; (p = 0.8188) and Hst-5 (p = 0.1780) although the decline for IL-8 was more pronounced. A tendency to increase between time 0 and time 2, followed by decrease in time 3 for the test and control groups of IL- 8 and Hst-5, could be observed in contrast to the linear decline for the control group of IL- 6. 23 Lf concentrations showed a pattern of increase from time 0 to time 2 and decrease from time 2 to time 3 for the test group, unlike the control group, which decreased from time 0 to time 2 and decreased from time 2 to time 3. Candida spp analysis was dichotomized between the test and control groups and showed a significant decrease over time for both groups (p <0.0001). It can be concluded that NSPT had a beneficial impact on the systemic markers of HIV infection and on salivary IL-8 levels, in addition to reducing oral colonization by Candida spp in both groups

Um dos grandes desafios da engenharia atualmente é viabilizar soluções computacionais que reduzam o tempo de processamento e forneçam respostas ainda mais precisas. Frequentemente surgem propostas com as mais diversas abordagens que exploram novas formas de resolver tais problemas ou tentam, ainda, melhorar as soluções existentes. Uma das áreas que se dedica a propor tais melhorias é a computação paralela e de alto desempenho - HPC (High Performance Computing). Técnicas que otimizem o tempo de processamento, algoritmos mais eficientes e computadores mais rápidos abrem novos horizontes possibilitando realizar tarefas que antes eram inviáveis ou levariam muito tempo para serem concluídas. Neste projeto propõe-se a implementação computacional de uma arquitetura de computação paralela com o intuito de resolver, de forma mais eficiente, em comparação com a arquitetura sequencial, problemas de Dinâmica dos Fluidos e Interação Fluido-Estrutura e que também seja possível estender esta arquitetura para a resolução de outros problemas relacionados com o Método dos Elementos Finitos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um algoritmo computacional eficiente em linguagem de programação científica C++ e CUDA - de propriedade da NVIDIAr - tendo como base trabalhos anteriores desenvolvidos no LMC (Laboratório de Mecânica Computacional) e, posteriormente, com a arquitetura desenvolvida, executar e investigar problemas de Dinâmica dos Fluidos e Interação Fluido-Estrutura (aplicando o método dos Elementos Finitos com Fronteiras Imersas e a solução direta do sistema de equações lineares com PARDISO) com o auxílio dos computadores do LMC. Uma análise de sensibilidade para cada problema é realizada de forma a encontrar a melhor combinação entre o número de elementos da malha de elementos finitos e o speedup, e posteriormente é feita uma análise comparativa de desempenho entre a arquitetura paralela a sequencial. Com uma única GPU conseguiu-se uma considerável redução no tempo para o assembly das matrizes globais e no tempo total da simulação. / One of the biggest challenges of engineering is enable computational solutions that reduce processing time and provide more accurate numerical solutions. Proposals with several approaches that explore new ways of solving such problems or improve existing solutions emerge. One of the biggest areas dedicated to propose such improvements is the parallel and high performance computing. Techniques that improve the processing time, more efficient algorithms and faster computers open up new horizons allowing to perform tasks that were previously unfeasible or would take too long to complete. We can point out, among several areas of interest, Fluid Dynamics and Interaction Fluid-Structure. In this work it is developed a parallel computing architecture in order to solve numerical problems more efficiently, compared to sequential architecture (e.g. Fluid Dynamics and Fluid-Structure Interaction problems) and it is also possible to extend this architecture to solve different problems (e.g. Structural problems). The objective is to develop an efficient computational algorithm in scientific programming language C ++, based on previous work carried out in Computational Mechanics Laboratory (CML) at Polytechnic School at University of São Paulo, and later with the developed architecture, execute and investigate Fluid Dynamics and Fluid-Structure Interaction problems with the aid of CML computers. A sensitivity analysis is executed for different problems in order to assess the best combination of elements quantity and speedup, and then a perfomance comparison. Using only one GPU, we could get a 10 times speedup compared to a sequential software, using the Finite Element with Immersed Boundary Method and a direct solver (PARDISO).

O fenômeno de vibração induzida por vórtices (VIV) é um problema fundamental dentro da Mecânica dos Fluidos e um exemplo importante de interação fluido-estrutura. Esta tese investiga fenômeno de VIV quando um cilindro rígido, submetido a escoamento uniforme, está livre para oscilar na direção transversal e alinhada com a corrente incidente. A tese foi estruturada ao redor de sete perguntas relacionadas ao fenômeno de VIV: 1) O fenômeno e os resultados experimentais são repetitivos? 2) Como ocorre a transição entre ramos de resposta? 3) Qual é o papel da inércia da estrutura oscilante? 4) Qual é o papel de sua rigidez? 5) Quais são as frequências naturais mais importantes da estrutura? 6) Quais padrões de esteira se desenvolvem para VIV com dois graus de liberdade? 7) Quais são os efeitos do movimento na direção alinhada com a corrente no processo de formação e desprendimento de vórtices? O fenômeno de VIV é estudado de maneira experimental em uma base elástica pendular capaz de oscilar com o mesmo momento de inércia e frequência natural nas duas direções. Os experimentos de VIV foram realizados em canal de água recirculante e com diferentes condições de inércia e rigidez. A técnica de velocimetria por imagem de partículas foi usada e permitiu identificar diferentes padrões de esteira de vórtices. Verificou-se que o VIV é repetitivo a nível de amplitudes médias e frequências dominantes. A transição dos ramos pode ocorrer de maneira intermitente ou com histerese. Os parâmetros de inércia e rigidez da estrutura são capazes de mudar o regime de oscilação e, para algumas condições, suprimir as vibrações alinhadas com a corrente. Dentre os padrões de esteira observados, um deles não havia sido relatado na literatura e é definido nesta tese. O novo modo de emissão apresenta dois vórtices com circulação oposta e elevada intensidade emitidos por ciclo. A influência da direção alinhada com o escoamento está relacionada a dois efeitos: a velocidade relativa entre o cilindro e o fluido, responsável pelo aumento da circulação dos vórtices na esteira, e o ângulo de fase do movimento nas direções alinhada e transversal, capaz de mudar o processo de formação dos vórtices. / Vortex-induced vibration (VIV) phenomenon is a fundamental problem of Fluid Mechanics and a typical example of fluid-structure interaction. This thesis explores the VIV phenomenon for a rigid circular cylinder immersed in a uniform fluid current. The cylinder is free to oscillate in two degrees of freedom (2dof): in-line and cross flow. The thesis was structured in order to answer seven questions regarding VIV: 1) Are the phenomenon and its experimental results repetitive? 2) How do the branches transition occur? 3) What is the role played by the inertia of the oscillating structure? 4) What is the role of its stiffness? 5) Which are the most relevant natural frequencies of the structure? 6) Which are the vortex wake patterns developed in VIV 2dof? 7) What are the influences of the in-line movement to the process of vortex formation and shedding? The phenomenon is experimentally investigated using an elastic base similar to a pendulum and able to oscillate with the same moment of inertia and natural frequencies in both directions. All the experiments were conducted in a recirculating water channel facility and with several combinations of moment of inertia and stiffness of the structure. Particle image velocimetry provided visualization of different vortex wake patterns. The phenomenon is repetitive in terms of its mean amplitudes and dominant frequencies. The transitions between dfferent branches can be hysteretic or intermittent. It is shown that both the moment of inertia and the stiffness of the structure are able to change the regime of oscillations and, for some cases, suppress the in-line movement. Among the different vortex wake patterns observed, one has not been reported previously in the literature. The new wake pattern shows two large vortices with high and opposite circulations shed per cycle. The influence of the displacement in the current direction is related to two different effects: the relative velocity between the incoming flow and the structure motion, responsible for the increase in the net circulation shed in the vortex wake, and the influence of the phase angle between the displacement in the in-line and cross-flow directions, capable of changing the vortex formation process.