[pt] A predição da permeabilidade é uma etapa crítica no fluxo de caracterização e modelagem geológica de reservatórios e essencial para o desenvolvimento de projetos de produção. Estruturas subsísmicas denominadas bandas de deformação (BD) podem diminuir a permeabilidade em até seis ordens de grandeza em relação à rocha matriz de reservatórios areníticos e podem, dessa forma, atuar como barreiras totais ou parciais ao fluxo de fluidos. O presente trabalho pretende contribuir na determinação do comportamento hidráulico de reservatórios propondo um modelo geomecânico analítico para a predição de BD em reservatórios de arenitos. Em termos práticos, o objetivo é prever se em uma determinada porção de um depósito siliciclástico de hidrocarboneto foram atingidas condições para a formação de BD, ou quão próximo se está de uma possível geração dessa feição a fim de se sugerir uma análise da redução de permeabilidade. A proposta se estende na implementação computacional do método e sua aplicação em um estudo de caso de um reservatório arenítico pouco consolidado da margem continental brasileira rico em BD. Os resultados confirmaram a viabilidade do método mostrando que a porção do reservatório analisada atingiu as condições mecânicas para a gênese de BD a partir da idade geológica intitulada de Oligoceno (~ 23 a 35 Ma) para os cenários estabelecidos. / [en] The permeability prediction is a critical step in the flow of geological modeling and reservoir characterization and is essential for the development of production projects. Sub-seismic structures called deformation bands (BD) can reduce permeability up to six orders of magnitude in relation to the host reservoir sandstone and can thus act as total or partial barriers to the fluid flow. The present work intends to contribute in the determination of the hydraulic behavior of reservoirs proposing an analytical geomechanical model for BD s prediction in sandstone reservoirs. In practical terms, the objective is to predict whether the conditions in a given portion of a siliciclastic hydrocarbon deposit have been reached for the localization of BD or how close it is to a possible generation of this feature in order to suggest an analysis of the permeability reduction. The proposal extends to the computational implementation of the method and its application in a case study of a poorly consolidated sandstone reservoir on the brazilian continental margin, rich in BD. The results confirmed the viability of the method by showing that the portion of the analyzed reservoir reached the mechanical conditions for the genesis of BD from the geological age entitled Oligocene (~ 23 to 35 Ma) for the established scenarios.

[pt] Em reservatórios de gás retrógrado com pressões inferiores à pressão de orvalho, a produtividade dos poços pode ser comprometida devido ao aparecimento e acúmulo da fase líquida nas suas imediações. Este fenômeno é conhecido como bloqueio por condensação retrógrada e está associado à uma série de desafios para compreendê-lo. Um deles é a determinação da permeabilidade relativa das fases líquida e gasosa, que comumente advém de curvas de permeabilidade obtidas a partir da extrapolação de poucos dados experimentais. Dessa forma, elas tendem a não representar fielmente efeitos importantes para o escoamento, comprometendo a precisão da modelagem do fluxo no meio poroso. A fim de investigar o efeito das curvas de permeabilidade relativa sobre a formação de bancos de condensado, foi desenvolvido um modelo composicional em escala de reservatório para o estudo do escoamento de gás e condensado. Com o modelo, o uso de curvas de permeabilidade relativa obtidas através de simulação do escoamento de gás retrógrado na escala de poros e de correlações propostas na literatura foi avaliado. Considera-se: sistema isotérmico, escoamento bifásico e incorporação dos efeitos de forças capilares por meio do modelo de permeabilidade relativa. Equações de balanço molar e consistência de volume formam um sistema não linear resolvido pelo método de Newton que fornece pressão e número de mols de cada componente, em todos os volumes de controle do modelo, a cada passo de tempo. Para o equilíbrio de fases, a equação de Peng & Robinson foi implementada com uma rotina de flash a pressão e temperaturas constantes. O modelo foi validado contra a solução analítica para sistema monofásico e por fim, o simulador obteve a evolução temporal das curvas de pressão e saturação em função da distância do poço, a fim de comparar o efeito dos diferentes modelos de curvas de permeabilidade relativa na predição do bloqueio por condensado. Os resultados foram obtidos variando-se a permeabilidade absoluta do meio e a vazão de gás imposta no poço, e o impacto desses parâmetros no acúmulo de condensado foi avaliado. / [en] In gas-condensate reservoirs with pressures below the dew pressure, the productivity of wells can be compromised due to the accumulation of liquid in their surroundings. This phenomenon is known as condensate blockage and there are many challenges to understanding the formation of condensate banks. One of them is the determination of the relative permeability of the liquid and gas phases, which commonly comes from permeability curves obtained from the extrapolation of few experimental data. Thus, they tend not to reliably represent important effects for the flow, compromising the precision of the flow modeling in the porous medium. In order to investigate the effect of relative permeability curves on the formation of condensate banks, a reservoir-scale compositional model was developed for the study of flow of gas and condensate. With the model, the use of relative permeability curves obtained by simulating the gas-condensate flow at the pore-scale and with correlations proposed in the literature was evaluated. It is considered: isothermal system, two-phase flow and incorporation of capillary force effects through the relative permeability model. Molar balance and volume consistency equations form a nonlinear system solved by Newton s method that provides pressure and number of moles of each component, in all control volumes of the model, at each time step. For the phase equilibrium, calculations of the Peng & Robinson equation was implemented in a constant pressure and temperature flash routine. The model was validated against the analytical solution for single-phase flow and, finally, the simulator obtained the temporal evolution of the pressure and saturation as a function of the distance from the well, in order to compare the effect of different models of relative permeability curves in the prediction of condensate blockage. The results were obtained by varying the absolute permeability of the medium and the gas flow imposed in the well, and the impact of these parameters on the accumulation of condensate was evaluated.

[pt] Este trabalho investiga o desempenho de modelos inteligentes na previsão de permeabilidade de reservatórios heterogêneos. Perfis de produção são utilizados para computar funções-objetivo para regressão no processo de otimização dos algoritmos. Um método de interpretação de perfil de produção é usado para remover efeitos de skin das medições de vazão. Adicionalmente, uma técnica de segmentação é aplicada a perfis de imagem acústica de alta resolução que fornecem, não apenas a imagem do sistema de mega e giga poros, mas também identifica fácies permeáveis ao longo do reservatório. A segmentação da imagem junto com outros perfis a poço aberto fornece os atributos necessários para o processo de treinamento do modelo. As estimativas apresentadas neste trabalho demonstram a habilidade dos algoritmos em aprender relações não lineares entre as variáveis geológicas e os dados dinâmicos de reservatório, mesmo quando a própria relação física é complexa e desconhecida à priori. Apesar das etapas de pré-processamento envolverem experiência em interpretação de dados, os algoritmos podem ser facilmente implementados em qualquer linguagem de programação, não assumindo qualquer premissa física de antemão. O procedimento proposto fornece curvas de permeabilidades mais acuradas que aquelas obtidas a partir de métodos convencionais que muitas vezes falham em prever a permeabilidade medida em testes de formação (TFR) realizados em reservatórios de dupla-porosidade. A contribuição deste trabalho é incorporar os dados dinâmicos oriundos dos perfis de produção (PP) ao processo de estimativa de permeabilidade usando algoritmos de Machine Learning. / [en] This work investigates the performance of intelligent models on the forecasting of permeability in heterogeneous reservoirs. Production logs are used to compute loss functions for regression in the algorithms optimization process. A flow profile interpretation method is used to remove wellbore skin effects from the measured flow rate. Additionally, a segmentation technique is applied to high-resolution ultrasonic image logs which provide not only the image of mega and giga pore systems but also identify the permeable facies along the reservoir. The image segmentation jointly with other borehole logs provides the necessary input data for the models training process. The estimations presented herein demonstrate the algorithms ability to learn non-linear relationships between geological input variables and a reservoir dynamic data even if the actual physical relationship is complex and not known a priori. Though the preprocessing stages of the procedure involve some data interpretation expertise, the algorithms can easily be coded in any programming language, requiring no assumptions on physics in advance. The proposed procedure provides more accurate permeability curves than those obtained from conventional methods, which may fail to predict the permeability measured on drill stem tests (DSTs) conducted in dual-porosity reservoirs. The novelty of this work is to incorporate dynamic production logging (PL) data into the permeability estimation workflow using machine learning algorithms.

[pt] As coquinas carbonáticas são rochas sedimentares constituídas principalmente por conchas e detritos. Elas apresentam diferentes características de textura que são afetadas pela sedimentação e diagênese, influenciando no arranjo de poros, e consequentemente, na permeabilidade. É necessário o entendimento do efeito da variação das tensões efetivas nessas formações rochosas e como problemas de dano mecânico irão afetar na produção e injeção de poços de sistemas de produção de petróleo e gás. Nesta tese, amostras de coquinas sintéticas foram confeccionadas e, com o auxílio de técnicas de microtomografia de raios-x (microCT), modelagem de rede de poros (PNM) e ensaios in situ, a influência da microestrutura dessas rochas na variação de suas propriedades devido a tensões de compressão confinada foi avaliada. O uso de microCT permitiu a análise da estrutura interna das amostras para a discriminação de poros. Uma célula para ensaios mecânicos, acoplável ao tomógrafo e capaz de aplicar tensões de compressão confinada, auxiliou no estudo da alteração da microestrutura das coquinas sob tensão. As amostras foram tomografadas em 3 condições: sem carregamento, com carregamento e após despressurização. PNM foi utilizada para simulação de transporte bifásico nas coquinas, além de relacionar dados como número de conectividade de poros, tortuosidade, permeabilidade, porosidade, diâmetro dos poros e capilares. Os resultados obtidos demonstram que a aplicação de tensões de compressão confinada resulta na redução da porosidade e permeabilidade das coquinas. A redução da porosidade total do estágio final em relação às condições iniciais das amostras foi de 87,5 por cento, 70,0 por cento e 85,9 por cento para CP1, CP2 e CP3, respectivamente. Já a permeabilidade absoluta em condições iniciais apresentou valores de 33,10, 11,60 e 22,90 mD para CP1, CP2 e CP3, respectivamente, reduzindo a zero com o aumento dos estágios de pressão, impossibilitando as coquinas de permear fluidos em seus interiores. Em relação aos estudos da literatura, a fabricação de coquinas sintéticas mostrou-se eficiente em termos de reprodutibilidade para coquinas carbonáticas autênticas, apresentando propriedades geomecânicas semelhantes. / [en] Carbonate coquinas are sedimentary rocks composed mainly of shells and fragments. They present different texture characteristics that are affected by sedimentation and diagenesis, influencing the pore arrangement and, consequently, the permeability. It is necessary to understand the effect of variations in effective stresses on these rock formations and how mechanical damage problems will affect the production and injection of wells in oil and gas production systems. In this thesis, samples of synthetic coquinas were made, and with the help of x-ray microtomography, pore network modeling techniques, and in situ tests, the influence of the microstructure of these rocks on the variation of their properties due to confined compression stresses was evaluated. The use of x-ray microtomography allowed the analysis of the samples internal structure for the discrimination of pores. Using a cell for mechanical tests, coupled with the tomograph and able to apply confined compressive stresses, helped study changes in the coquinas’ microstructure under tension. The samples were scanned under three conditions: without loading, with stress loading, and after depressurization. Pore network modeling was used to simulate single-phase transport in the coquinas, as well as for relating data such as pore connectivity number, tortuosity, permeability, porosity, pore, and capillary diameter. The results obtained demonstrate that the application of confined compressive stresses results in the reduction of porosity and permeability of the coquinas. The reduction of total porosity in the final stage relative to the initial conditions of the samples was 87.5 percent, 70.0 percent, and 85.9 percent for CP1, CP2, and CP3, respectively. Meanwhile, the absolute permeability under initial conditions presented values of 33.10, 11.60, and 22.90 mD for CP1, CP2, and CP3, respectively, which reduced to zero with the increase of pressure stages, making it impossible for the coquinas to permeate fluids within their interiors. Compared to literature studies, the production of synthetic coquinas proved to be efficient in terms of reproducibility for authentic carbonate coquinas, presenting similar geomechanical properties.

[pt] O presente trabalho foca em uma investigação numérica do escoamento através de meios porosos com macroporos, como os carbonatos. A presença de vugs e fraturas tem um forte efeito na característica do escoamento. O fluxo através da matriz porosa é geralmente descrito pela equação de Darcy e o fluxo através dos macroporos pela equação de Stokes. O acoplamento entre essas duas abordagens distintas traz grande complexidade para a modelagem de tais fluxos. Neste trabalho, utilizamos a formulação de Brinkman que é capaz de descrever ambos os fluxos através da matriz porosa e macroporos com uma única equação diferencial. Resolvemos o sistema de equações diferenciais usando o modelo de elementos finitos e implementamos o código com auxílio da plataforma FEniCS. Primeiro, resolvemos o fluxo 1-D através de placas paralelas com uma das paredes sendo um material poroso. O objetivo foi comparar as previsões obtidas pela formulação de Brinkman com aquela obtida usando a condição de contorno de Beavers-Joseph. Então, resolvemos um fluxo 2-D através de um meio poroso com macroporos. A geometria da estrutura porosa foi obtida a partir de cortes 2D de imagens tomográficas de carbonatos. O objetivo desta análise foi avaliar uma permeabilidade equivalente em função da área e estrutura dos macroporos. / [en] The present work focuses on a numerical investigation of the flow through porous media with macropores, such as carbonates. The presence of vugs and fractures have a strong effect on the flow characteristics. The flow through the porous matrix is usually described by the Darcy equation and the flow through the macropores by Stokes equation. The coupling between these two distinct approaches brings great complexity to the modeling of such flows. In this work, we use Brinkman formulation that is able to describe the flow, both in the porous matrix and macropores with a single differential equation. We solved the set of differential equations using the finite element model and implemented the code in the FEniCS platform. We first solved the 1-D flow through parallel plates with one of the walls being a porous material. The goal was to compare the predictions obtained with the Brinkman formulation to that obtained by using the Beavers-Joseph boundary condition. Then, we solved a 2-D flow through a porous medium with macropores. The geometry of the pore structure was obtained from 2D slices of tomographic images of carbonates. The goal of this analysis was to evaluate an equivalent permeability as a function of macropores area and structures.

[pt] Rochas carbonáticas possuem atributos únicos que as distinguem das siliciclasticas e necessitam de diferentes métodos de estudo para caracterizar sua textura. Rochas carbonáticas são resultado de interações entre processos deposicionais químicos e biológicos. Os processos diagenéticos que formam e alteram estas rochas contribuem para o acúmulo de heterogeneidades. Devido ao alto teor de heterogeneidade, as propriedades medidas (e.g. porosidade e permeabilidade) variam com a escala de investigação e estudos com o compromisso a significância dos detalhes e representação espacial. Ampliar uma escala menor para maior, exige procedimentos que preservem a essência dos processos físicos de um nível mais detalhada para um mais grosseiro. Métodos simplificados para dimensionar propriedades não aditivas em outras escalas, tal como permeabilidade, geralmente não honram a heterogeneidade presente em sistemas complexos. Com isso a dinâmica dos fluidos em rochas complexas exige abordagens e métodos mais sofisticados. Este estudo é focado em desenvolver uma metodologia de avaliação da permeabilidade como parâmetro de escala para meios porosos heterogêneos. A permeabilidade é retro calculada ao emular o experimento de Darcy e resolver o fluxo no meio poroso utilizando uma formulação de elementos finitos para equação de Brinkman. O estudo iniciou com foco em sistemas paramétricos de células periódicas e posteriormente a duas microtomogra fia de rochas carbonáticas, do qual uma foi selecionada para um estudo de representatividade espacial. As células periódicas foram utilizadas para avaliar os efeitos da formação de canais e espaços vazios, em analogia a fraturas e vugos, assim como os efeitos da permeabilidade da matriz porosa. As amostras carbonáticas consistem de casos nos quais é possível observar a presença de uma combinação dos fenômenos estudadas. Por fim um estudo de representatividade foi conduzido segmentando uma amostra de micro-tomografia em suficientes sub-amostras que capazes de reproduzir a heterogeneidade espacial da amostra original. / [en] Carbonate rocks have unique attributes that distinguish them from siliciclastics and that require diferent methods of study to characterize their texture. Carbonates rocks are formed as a result of close interactions between biological and chemical depositional processes. The underlying diagenetic processes that form and alter these rocks contribute to a build-up of heterogeneities. Because of the high heterogeneity content measured properties (e.g. porosity and permeability) change with the scale of investigation and studies have struggle with a trade-off between significance of details and space representativeness. Extending a smaller scale to a larger requires scaling up procedures that preserves the essence of physical processes at one level to be summarized at the coarser level. Simplistic methods for scaling-up non-additive properties such as permeability generally do not honour the original heterogeneity present in complex systems. Therefore the dynamics of fluid flow in complex rocks demand more sophisticate methods and approaches. This study was focused in developing a methodology to evaluate the permeability as a scaling-up parameter for heterogeneous porous media. The permeability is back-calculated by emulating Darcy s experiment and solving the pore-scale ow using a Finite element formulation of Brinkman flow equation. The study was initially focused on parametric systems of periodic cells and later extended to two micro-tomography carbonate samples in which one has been selected for a spatial representativeness study. The parametric cells were used to evaluate the shape effects of channels and void spaces in an analogy to geological fractures and vugs as well as the permeability of the porous matrix. The micro-tomography carbonate samples consisted of a real case scenario in which, to a certain degree, could be observed a combination of the previously studied periodic cells. Finally a representativeness study was conducted segmenting the micro-tomography sample into suficiently sub-samples that would be capable of reproducing the spatial heterogeneity of the sample.

Lamivudina (3TC) e zidovudina (ZDV) são inibidores nucleosídeos da transcriptase reversa utilizados na terapêutica anti-HIV. Para avaliar a equivalência farmacêutica entre um medicamento teste contendo esta associação e o referência, foi desenvolvido um método para determinação cromatográfica simultânea de 3TC e ZDV em comprimidos. O método empregou coluna C8 Shim-pack®(150 x 4,6 mm, 5 µm), pré-coluna C18 Phenomenex® (50x4,6 mm 5um), água e metanol 60:40 (v:v) como fase móvel e detecção a 266nm. Este mostrou-se específico, com linearidade entre 45 a 5000 ng/mL, precisão demonstrada por CV% inferior a 5%, exatidão entre 90,0 e 110,0% com recuperação superior a 90% para ambos os fármacos. Os testes de dissolução apresentaram porcentagem de cedência média superior a 85% em 30 minutos. A biodisponibilidade relativa dos produtos Biovir® (referência) e Lamivudina + Zidovudina 150 + 300 mg (teste), foi avaliada por meio de um estudo quantitativo direto, cruzado e aberto. Para purificação das amostras biológicas contendo 3TC e ZDV foi realizada adição de acetato de amônio e dupla extração com acetato de etila. O método cromatográfico bioanalítico utilizou coluna C8 Shim-pack® (150 x 4,6 mm 5 µm) e pré-coluna C18 Phenomenex® (50 x 4,6 mm; 5 µm). Empregou-se sistema gradiente linear, combinando fase móvel A, tampão fosfato 0,01 M:acetonitrila (97:3 v/v) e fase móvel B, metanol, sob fluxo de 1,0 mL/min e detecção a 270 nm. Utilizou-se como padrão interno solução 10 µg/mL de estavudina. O método mostrou-se linear na faixa de concentração de 80 a 2500 ng/mL para 3TC e 80 a 5000 ng/mL para ZDV, com adequada precisão e exatidão intra-corridas e inter-corridas. As amostras plasmáticas mostraram-se estáveis a pelo menos três ciclos de congelamento e descongelamento e 48 horas à temperatura ambiente, após preparação. Os parâmetros farmacocinéticos calculados para 3TC foram: ASCo-t de 4936,10 ng.h/mL e 4760,07 ng.h/mL, ASCo-∞ de 5305,76 ng.h/mL e 5069,16 ng.h/mL; Cmax de 1526,33 ng/mL e 1585,61 ng/mL e tmax 1,04 h e 0,97 h, respectivamente, para os produtos referência e teste. Para ZDV os valores obtidos foram ASCo-t de 2341,32 ng.h/mL e 2538,17 ng.h/mL, ASCo-∞ de 2561,68 ng.h/mL e 2770,21 ng.h/mL e Cmax de 2406,56 ng/mL e 2652,80 ng/mL e tmax 0,60 h e 0,55 h, respectivamente, para os produtos referência e teste. Os intervalos de confiança 90% para as relações entre os parâmetros Cmax, ASCo-t e ASCo-∞ em escala logarítmica obtidos para ambos os fármacos após administração dos produtos referência e teste a 24 voluntários sadios, estiveram compreendidos entre os limites de 80 a 125% exceto pelo Cmax para ZDV. O coeficiente de variação intra-sujeito de 47% demonstrou a alta variabilidade da ZDV em relação ao Cmax. Estudos de permeabilidade indicaram que a ZDV tem alta permeabilidade e alta solubilidade (Classe I) e a 3TC apresenta moderada permeabilidade e alta solubilidade (Classe III) . A absorção destes não é afetada significativamente pelas glicoproteínas-P, o que não pode explicar a alta variabilidade in vivo da absorção de ZDV. / Lamivudine (3TC) and zidovudine (ZDV) are the nucleoside reverse transcriptase inhibitors, They are used in combinations of antiretroviral therapy. The switchability between one test product and reference could be proved if they are pharmaceutically equivalents and bioequivalents. This research beginning with development and validation of chromatographic method to 3TC and ZDV simultaneous determination in tablet. The HPLC system were used to assay and 266nm wavelength ultraviolet detector. Separation was performed using a C8 column (150 x 4,6 mm, 5 µm) Shim-pack®protected by a C18 column (50 x 4,6 mm, 5 µm) Phenomenex®. The mobile phase is composed of water and methanol 60:40 (v:v). This method was successfully applied to simultaneous determination to 3TC and ZDV without interference. It was validated over the range of 45 a 5000 ng/mL for both drugs with accurate from 90 to 110% and precision with variation lower than 5%. Extraction recoveries of the analytes were higher than 90%. The mean dissolution data about 3TC and ZDV were above than 85% in 30 minutes of dissolution test. The relative bioavailability between Biovir® (brand-name product) and Lamivudina + Zidovudina 150 + 300 mg (test product), was conducted for one direct quantitative, open and crossover study. The serial plasma sample of 3TC and ZDV collected after oral administration of brand-name product and test product, were analyzed using a validated high-performance liquid chromatography assay with UV detection in wavelength of 270 nm. The double liquid-liquid extraction was realized with additions of amonio acetat. A CLC-C8 (M) column (150 x 4,6 mm 5 µm) Shim-pack®and C18 column (50 x 4,6mm 5 µm) Phenomenex®, was eluted with two mobile phase in a linear gradient system at a flow-rate of 1 mL/min. The mobile phase A was composed by 0,01 M phosphate bufer:acetonitrile (97:3 v/v) and mobile phase B composed by methanol. A methanolic solution containing 10 µ g/mL of stavudine was used as internai standard. The method was linear over the range of 80 a 2500 ng/mL for 3TC and 80 a 5000 ng/mL for ZDV. It was shown adequate intra-day accuracy; inter-day accuracy and precision. The sample have been stable in three cycle of freezing and thawing and 48 hours in room temperature after thawing, purified and with mobile phase. The pharmacokinetic parameter estimates for 3TC, were: ASCo-t de 4936,10 ng.h/mL e 4760,07 ng.h/mL, ASCo-C/) de 5305,76 ng.h/mL e 5069,16 ng.h/mL; Cmax de 1526,33 ng/mL e 1585,61 ng/mL e tmax 1,04 h e 0,97 h, respectively for brand-name product and test product. The obtained values for ZDV were: ASCo-t de 2341 ,32 ng.h/mL e 2538,17 ng.h/mL, ASCo-if.l de 2561,68 ng.h/mL e 2770,21 ng.h/mL e Cmax de 2406,56 ng/mL e 2652,80 ng/mL e tmax 0,60 h e 0,55 h respectively for for brand-name product and test product. The 90% confidence intervals for Cmax, ASCo-t e ASCo-∞ for log¬transformed results for 3TC and ZDV after oral administration of brand-name product and test product to 24 health volunteers was between 80 to 125% except for Cmax of ZDV. The high variability of Cmax this was displayed by intra-individual coefficient of variation of 47%. Permeability results suggest that ZDV has a high permeability and high solubility (Class I) and Lamivudine presents moderate permeability and high solubility. (Class III). These results assume that P-gp do not affect significantly lamivudine and zidovudine absorption and can not explain the high variability of zidovudine absorption.

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One of the alternatives to relieve the drainage system is the pervious concrete pavement (PCP), which allow infiltration of water into the base or soil, reducing floodings, water accumulations on roads and improving aquifers supply. The PCP employs in its composition, little or no fine aggregates, what providing a higher a volume of voids to the element, and consequently permeability. The addition of RCD in the pervious concrete?s composition is justified both by the increasing difficulty of disposal of these materials and by the reduction of the extraction of natural aggregates, favoring a reduction of the environmental impacts generated by the civil construction. Therefore, the production of pavement using pervious concrete made with recycled concrete aggregate (ARC) is one of the alternatives that has been researched to reduce the environmental impact of construction, protecting water resources and being able to avoid flood areas of flood with a lower consumption of natural goods. The effectiveness of water infiltration capability can be partially compromised due to the occurrence of clogging, which is influenced by the type and size of the infiltrated sediment into to the water and the precipitation intensity. This research studied two different types of PCP, produced with and without ARC, evaluating their behavior regarding mechanical, physical and hydraulic properties. A comparison was also made between different types of sediments to simulate the permeation of the pervious concrete. For this, laboratory studies were carried out and also equipment was developed to simulate a real situation of application of this type of concrete. It was observed the influence on the characteristics of PCP, with the use of ARC, as well as the permeability index after filling with various types of materials. The PCP using recycled aggregates obtained a satisfactory result, it was also verified that the test method to obtain the permeability index or the infiltration rate influenced in the analysis. It may also be noted that the adaptation of ?in situ? laboratory tests performed in the laboratory has not been shown to be adequate to the actual situation due to the influence of the floor base. / O crescimento dos centros urbanos tem produzido novos desafios ?s atividades da constru??o civil. N?o apenas do ponto de vista ambiental, mas tamb?m por quest?es log?sticas e econ?micas, dois aspectos v?m se destacando no ?mbito do setor nas grandes metr?poles, que s?o o manejo de ?guas de chuvas e a destina??o de res?duos s?lidos de constru??o e demoli??o (RCD). Uma das ferramentas que pode ser utilizada para aliviar o sistema de drenagem ? o emprego de pavimentos de concreto perme?vel (PCP), que permitem a infiltra??o de ?gua na base ou no solo, diminuindo os picos de cheia, ac?mulos de ?gua nas vias p?blicas, melhorando o abastecimento dos aqu?feros. O PCP ? uma mistura que emprega na sua composi??o pouco ou nenhum agregado mi?do, proporcionando maior ?ndice de vazios ao concreto, e consequentemente um elevado coeficiente de permeabilidade. A adi??o do RCD na composi??o do concreto perme?vel justifica-se tanto pela crescente dificuldade de descarte desses materiais quanto pela redu??o da extra??o de agregados naturais, propiciando uma redu??o dos impactos ambientais gerados pela constru??o civil. Portanto, a produ??o de pisos, usando o PCP elaborado com o agregado reciclado de concreto (ARC) proveniente do RCD, ? uma das alternativas que v?m sendo pesquisada para reduzir o impacto ambiental da constru??o, protegendo os recursos h?dricos e evitando ?reas de inunda??o com um menor consumo de bens naturais. A efic?cia da taxa de infiltra??o da ?gua de chuva no concreto perme?vel pode ser parcialmente comprometida devido ? ocorr?ncia da colmata??o, que ? influenciada pelo tipo e tamanho do sedimento infiltrado junto ? ?gua e a intensidade da precipita??o. Esta pesquisa estudou dois diferentes tipos de PCP, produzidos com e sem ARC, avaliando seu comportamento quanto ?s propriedades mec?nicas, f?sicas e hidr?ulicas. Tamb?m foi realizada uma compara??o entre diferentes tipos de sedimentos para simula??o da colmata??o do concreto perme?vel, para tal, foram realizados estudos em equipamentos desenvolvidos para simula??o do processo de colmata??o em um canteiro real. Observou-se a influ?ncia nas caracter?sticas do PCP, com o emprego do ARC, bem como a taxa de infiltra??o ap?s colmata??o com v?rios tipos de materiais. O emprego do ARC propiciou resultado satisfat?rio nas caracter?sticas do concreto perme?vel e verificou-se que os m?todos de ensaio para obten??o do coeficiente de permeabilidade ou da taxa de infiltra??o influenciam na an?lise do concreto perme?vel. Tamb?m pode-se notar que a adapta??o de ensaios para an?lise ?in loco? reproduzidos em laborat?rio n?o se mostrou adequada ? situa??o real devido a influ?ncia da base dos pavimentos.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCELO FERNANDES PIOVANI .pdf: 6824937 bytes, checksum: 473b49d3c1e4e0ff655fe5ba44b7e97c (MD5) Previous issue date: 2015-12-09 / Currently mobility word has been much discussed. This concept recently surpassed the field of urban thought and is present in various areas such as politics, technology and telecommunications. More recently, urban mobility has been the subject of demonstrations and claims the country, a fact that calls attention to its discussion. Although the word has recently been incorporated into these discourses, the concept of mobility - which has its related vocabulary of movement, displacement and locomotion - presents itself in the urban planning field as a usual term, and throughout history, has been approached by various thinkers and recurrent in many theories, especially when it violates the pedestrian moving to the city. Yet some more contemporary phenomena such as population growth in urban centers the verticalization and densification policies combined with the significant increase in private transport and lack of investment in urban infrastructure can generate problems related to pedestrian mobility in these areas. This work will analyze the factors that make up these issues and alternatives for mitigation through an alternative through permeable block. Aims to identify the quality of these routes, checking how they can be more pleasant, allowing new flows, increasing the interface between built and open spaces as well as establish important connections between points of urban interests. For it the theories and concepts was analyzed that develop or tangent this aspect of the dissolution of the court, as well as cases of analysis where the architectural party is related to this issue. This work also presents a case study of the town center of Campinas SP, where there is a relationship between problems and potentials related to their morphology which saw this alternative of creating urban routes permeable to the court. / Atualmente a palavra mobilidade vem sendo muito discutida. Este conceito recentemente ultrapassou o campo do pensamento urban?stico e est? presente em diversas ?reas como a da pol?tica, inform?tica e telecomunica??es. Mais recentemente, em junho de 2013, a mobilidade urbana foi tema de manifesta??es e reinvindica??es pelo pa?s, fato este, que chama aten??o para sua discuss?o. Apesar de a palavra ter sido incorporada recentemente a estes discursos, o conceito de mobilidade - que tem seu l?xico relacionado a movimento, deslocamento e locomo??o - apresenta-se no campo do urbanismo como um termo usual, e ao longo da hist?ria, foi abordado por v?rios pensadores ? recorrente em muitas teorias, principalmente no que diz respeito o movimento do pedestre em rela??o ? cidade. Contudo, alguns fen?menos mais contempor?neos como o crescimento populacional nos centros urbanos, a verticaliza??o e as politicas de adensamento aliadas ao aumento significativo do transporte particular e falta de investimento na infraestrutura urbana podem gerar uma problem?tica relacionada ? mobilidade do pedestre nestas ?reas. Este trabalho ir? analisar os fatores que comp?em esta problem?tica e as alternativas para sua mitiga??o atrav?s de uma alternativa por meio de quadra perme?veis. Tem como objetivo identificar a qualidade destes percursos, verificando como podem ser mais apraz?veis, possibilitando novos fluxos, aumentando a interface entre espa?os edificados e livres, al?m de estabelecer importantes conex?es entre pontos de interesses urbanos. Para isto, foram analisados as teorias e conceitos que desenvolvem ou tangenciam este aspecto da dissolu??o da quadra, assim como a an?lise de casos onde o partido arquitet?nico est? relacionado com esta quest?o. Este trabalho apresenta ainda, um estudo de caso do centro da cidade de Campinas SP, onde h? uma rela??o entre problem?tica e potencialidades ligadas a sua morfologia em que se verificou esta alternativa de cria??o de percursos urbanos perme?veis ?s quadras.

O objetivo deste trabalho é analisar e comparar o comportamento quanto à resistência à corrosão, permeabilidade de hidrogênio e sua relação com a susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio de aços ARBL, em ambientes contendo H2S, enfatizando a influência da microestrutura. Foram realizados tratamentos térmicos de normalização e têmpera (em água) de dois tipos de tubos API 5L X65 para aplicação sour service, obtendo-se três condições com diferentes microestruturas para cada tubo. Assim, as duas amostras tais como recebidas apresentavam microestruturas de: ferrita/perlita e, o outro, ferrita/ferrita acicular; após tratamento de normalização os dois tipos de amostras apresentaram microestrutura de ferrita/perlita; e, por último, os aços que passaram por têmpera constituíram-se de martensita. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284-2011, saturado com H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de polarização linear para determinação da Resistência de Polarização (Rp), ensaios de permeabilidade de hidrogênio - baseado na ASTM G148-2003 - e ensaios de resistência ao trincamento induzido por hidrogênio (HIC) segundo a norma NACE TM0284-2011; exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, da morfologia da corrosão e do trincamento. Após os ensaios de polarização linear, foi observada uma diferença pequena dos valores de Rp entre as diferentes amostras estudadas, entre 120 ?.cm2 e 210 ?.cm2; dentro desta faixa, as microestruturas de martensita (aços temperados) apresentaram a menor resistência à corrosão. Foi realizado o tratamento dos dados obtidos por polarização linear com a metodologia desenvolvida por Mansfeld (1973) para cálculo da taxa de corrosão, observando mudanças nos declives de Tafel evidenciando a formação de produtos de corrosão. Apesar da formação destes produtos a taxa de corrosão não foi afetada, já que estes produtos são dissolvidos na solução A, oferecendo uma baixa proteção contra à corrosão. Nos ensaios de permeabilidade de hidrogênio foi utilizada uma célula modificada tipo Devanathan-Stachurski, com a solução A, com injeção de H2S no lado de geração de hidrogênio e 0,2M NaOH no lado de detecção. Foi realizado o tratamento dos dados com o método tlag, calculando a difusividade aparente, concentração de hidrogênio no metal e quantidade de sítios de ancoramento de hidrogênio. Também foi utilizado um método de ajuste da curva experimental com a equação obtida a partir da segunda lei de Fick para calcular a difusividade aparente. Foram comparados os valores obtidos com os dois métodos, obtendo-se resultados similares de difusividade aparente. As amostras temperadas foram as que apresentaram menor difusividade aparente, maior concentração de hidrogênio e maior número de sítios de ancoramento. Após o ensaio de resistência ao trincamento induzido por hidrogênio os exames em microscópio óptico mostraram que as amostras de tubos API 5L X65 como recebidas e normalizadas não apresentaram trincamento, já as amostras que passaram por tratamento de têmpera apresentaram trincas. A realização dos ensaios e tratamento dos dados permitiram observar a relação entre a quantidade de interface e a taxa de corrosão: assim a microestrutura martensítica apresenta a maior taxa de corrosão devido a maior quantidade de interfaces. A difusividade de hidrogênio também é afetada por esta mesma microestrutura, por ter maior quantidade de interface e maior número de discordâncias, apresentando menor difusividade aparente, maior concentração de hidrogênio e maior quantidade de sítios de ancoramento, tem-se que a microestrutura de martensita apresenta maior susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio. A nucleação e propagação das trincas nesta microestrutura depende de vários mecanismos que atuam simultaneamente: (i) nucleação das microtrincas, (ii) formação de H2 nas microcavidades com aumento da pressão local e (iii) migração de átomos de hidrogênio até a ponta da trinca diminuindo a força coesiva do reticulado facilitando a propagação. No entanto, esta relação entre microestrutura e HIC não pode ser generalizada, pois a susceptibilidade ao trincamento depende tanto da quantidade de sítios de ancoramento, como de sua energia de ligação, localização microestrutural e tamanho destes sítios. Outro fator importante é a presença de regiões de pouca ductilidade onde as trincas nucleadas tenham maior facilidade para sua propagação. Este trabalho contribuiu para o melhor entendimento dos mecanismos que levam à fragilização e danos provocados pelo hidrogênio, mostrando a relação entre microestrutura, corrosão, difusão e trincamento. Permitiu ampliar o conhecimento sobre os testes utilizados para avaliar o desempenho de aços microligados para aplicações em ambientes severos. / Pipelines produced from High Strength Low Alloy steels (HSLA) are a safe and cheap way to transport large quantities of petroleum and gas. HSLA steels offers mechanical and economic advantages. When HSLA steels are exposed to environments containing hydrogen sulphide (H2S), the steel can corrode and generate atomic hydrogen in the surface wich can diffuse and trapped, leading loss of mechanical properties and subsequent failures. The infrastructure to transport oil and gas represent a high cost investment, in adittion, they must be free from degradation processes that can causes severe health and environmental impacts. For this reason, the development of materials with high performance in aggressive environments is required. The aim of this study is to analyze and compare the corrosion behavior, hydrogen permeability and its relation with the susceptibility to Hydrogen Induced Cracking (HIC) of HSLA steels in environments containing H2S, with emphasis on the influence of microstructure. Normalizing and quenching heat treatments were applied in two different API 5L X65 pipelines for sour service. Three conditions were obtained (as received, normalized and quenched). The as received has a microstructure of ferrite / pearlite and ferrite / acicular ferrite, respectively; the microstructure of normalized specimens consist of ferrite / pearlite and finally quenched steels presented a microstructure of martensite. Solution A (acetic acid containing sodium chloride), according to NACE TM0284-2011 standard and saturated with H2S was used. The materials were tested by linear polarization technique, hydrogen permeability and Hydrogen Induced Cracking test (HIC). HIC tests were performed according to NACE TM0284-2011 standard. Optical microscope and scanning electron microscope were used for microstructural, corrosion and cracking characterization. Rp values show a slight difference between the different samples studied (120 ?.cm2 e 210 ?.cm2); the martensite microstructure (quenched) showed the lower corrosion resistance. Mansfeld (1973) method was used to calculate the corrosion rates from polarization curves. The Tafel slopes are differents between samples making evident the formation of corrosion products. Despite the growth of those corrosion products, the corrosion rate was not affected, since these products are dissolved in the solution A, providing a low corrosion protection. A modified Devanathan-Stachurski cell was used for the hydrogen permeability tests. It was used the solution A, with injection of H2S in the charging cell, and 0.1M NaOH solution on the oxidation cell. The hydrogen effective diffusivity, sub-surface concentration of atomic hydrogen at the charging side and number of hydrogen-trap sites were calculate by tlag method. Moreover, the experimental data were fitted using an equation derived from Fick\'s second law, in order to determinate the diffusion coefficient. The diffusion coefficient obtained from both methods were compare showing similar results. The quenching samples showed the lower diffusion coefficient, higher hydrogen concentration and number of trap sites. The steels in the as received and normalized conditins did not show cracks in Hydrogen Induced Cracking test; in the other hand, quenched samples presents cracks. The results shoed the relationship between the amount of interface and the corrosion rate. Being the martensitic microstructure the one with the higher corrosion rate. The diffusion coefficient in the martensitic microstructure, is a result of the high amount of interfaces and high dislocation density, leading to a lower diffusion coefficient, higher hydrogen concentration and number of trap sites. In the Hydrogen induced Cracking test the martensitic microstructure has shown the lower resistance to crack. The nucleation and propagation of the cracks in martensite depend of mechanisms that may act simultaneously: (i) nucleation of micro-cracks in preferential sites, (ii) formation of H2 in micro-cavities, with increase the local pressure, and (iii) hydrogen migration to the tip of the crack, decreasing the cohesive force in the lattice. However, the relationship between microstructure and Hydrogen Induced Cracking can not be generalized, since the susceptibility to cracking depends of several factors, like number of trap sites, binding trap energy, microstructural distribution and trap sizes. In addition, the presence of regions of low ductility can result in easy cracks nucleation and propagation. This thesis contributed to the understanding of the mechanisms that lead to hydrogen embrittlement and hydrogen damage, showing the relationship between microstructure, corrosion rate, diffusion and cracking, I ncreasing the scientific knowledge about the standard tests actually used to evaluate the performance of microalloyed steels in sour environments.