Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-30Bitstream added on 2014-06-13T19:42:48Z : No. of bitstreams: 1 gomes_ar_dr_rcla.pdf: 3426893 bytes, checksum: 9fdd90dbe50b0c722b6ab95832537e05 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a expansão das atividades de petróleo e gás, o transporte destes produtos precisa ser monitorado para permitir o abastecimento e preservar as paisagens sobre as quais o transporte é realizado e uma das formas mais recomendadas para o Brasil é através de dutos, devido à distância entre a produção e os centros de consumo. Para esta pesquisa foi selecionado um trecho na faixa de dutos Rio de Janeiro – Belo Horizonte para avaliar as potencialidades de dados Fine QuadPol do RADARSAT-2 no mapeamento do uso e cobertura da terra sobre diferentes condições geomorfológicas. A partir das matrizes de coerência e covariância dos dados Fine QuadPol foram realizadas análises da decomposição de alvos (Cloude-Pottier e Freeman-Durden) e classificadores de Wishart derivados destas decomposições. Para os dados em amplitude, foi utilizado o classificador MaxVer-ICM. Para todos os resultados também foi analisado o efeito da aplicação do filtro polarimétrico de Lee com janelas 5x5 e 7x7 pixels. Foram estabelecidas 11 classes de uso e cobertura da terra (nível 2) e realizada uma análise exploratória baseada nos dados em sigma zero e parâmetros resultantes das decomposições de Cloude-Pottier e Freeman-Durden (anisotropia, entropia, ângulo alfa, contribuições dos espalhamentos superficial, double-bounce e volumétrico). Como a separação das classes não foi possível para o nível 2, optou-se por manter o nível 1 onde são mapeadas somente as classes de cobertura da terra. Com base nos resultados alcançados pelos classificadores, pode-se dizer que o MaxVer-ICM apresentou o maior índice de concordância kappa (38%) enquanto o classificador de Cloude-Pottier teve o pior desempenho (19%). Os classificadores de Wishart obtiveram kappa de 27% para a Wishart derivada de Cloude-Pottier e 25% para... / Due to the expansion of the activities of oil and gas, the transportation of these products must be monitored to allow the supplies and preserve the landscapes on which transport is carried out and one of the most recommended forms of transport to Brazil is through pipelines due to distance of the consumers centers. For this research was selected a stretch in the Rio de Janeiro - Belo Horizonte pipelines to evaluate the potential of QuadPol Fine RADARSAT-2 data for mapping land use and land cover on different geomorphological conditions. From the covariance and coherence matrices of Fine QuadPol data was performed target decomposition (Cloude-Pottier and Freeman- Durden) and Wishart classifiers derived from these decompositions. For amplitude data, MaxVer-ICM was used as classifier. For all results was also analyzed the effect of applying Lee polarimetric filter with windows of 5x5 and 7x7 pixels. It was established 11 land use and land cover classes (level 2) and performed an exploratory analysis based on data from sigma nought and parameters resulting from the decomposition of Cloude and Pottier-Freeman-Durden (anisotropy, entropy, alpha angle, contributions from surface, double-bounce and volume scattering ). As the separation of classes was not possible to level 2, we chose to keep a level where they are mapped only the classes of land cover. Based on the results achieved by the classifiers, we can say that the ICMMaxVer had the highest rate of agreement kappa (38%) while the classifier Cloude- Pottier had the worst performance (19%). Wishart classifiers obtained kappa of 27% for the Wishart from Cloude-Pottier and 25% for the Wishart from Freeman-Durden. Based on the classifiers from the target decomposition and different parameters have presented results more visually... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by MARCOS JORGE ASSUMPÇÃO SCHIMIDT null (mschimidt@sabesp.com.br) on 2016-06-27T21:35:16Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO CD.pdf: 10677692 bytes, checksum: 787b589f9accd5975edca6f4b2bb6868 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-06-29T14:13:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 schimidt_mja_me_bot.pdf: 10677692 bytes, checksum: 787b589f9accd5975edca6f4b2bb6868 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T14:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 schimidt_mja_me_bot.pdf: 10677692 bytes, checksum: 787b589f9accd5975edca6f4b2bb6868 (MD5) Previous issue date: 2016-05-02 / O abastecimento público é um dos grandes desafios das autoridades em prover a sociedade com água de qualidade e em quantidade. O aumento da demanda por este recurso natural exige projetos de captação e transporte cada vez maiores e mais complexos. Um projeto hidráulico deve ser concebido para operar sob condições normais de escoamento e também sob condições extremas, causadas por agentes externos que possam gerar pressões muito maiores ou muito menores às condições ideais de funcionamento. Este trabalho teve por objetivos definir o desenho de bombeamento público para o abastecimento da cidade de Torrinha, município do Estado de São Paulo; determinar qual alternativa de combinação de tubulações é a melhor solução hidráulica e econômica; e verificar a necessidade e definir a proteção contra transiente hidráulico. Utilizou-se o programa Allievi para realizar as cinco simulações propostas: Simulação 1 (S1): regime permanente; Simulação 2 (S2): linha com tubos de ferro fundido sem proteção; Simulação 3 (S3): linha com tubos de PVC-O sem proteção; Simulação 4 (S4): linha com tubos de PVC-O com proteção; Simulação 5 (S5): linha com tubos de ferro fundido e de PVC-12 DeFoFo com proteção. A partir dos resultados concluiu-se que na simulação 5 obteve-se a melhor opção econômica e hidráulica, consistindo em construir a linha com os primeiros 3391,79 metros de tubos de ferro fundido, ponta bolsa, K7 e 3297,33 metros restantes com tubos de PVC 12 DeFoFo; e a utilização do dispositivo RHO com bexiga de 1,5 m³ de capacidade para proteção contra transiente hidráulico. As simulações S2 e S3 evidenciaram um ganho de rendimento do grupo motobomba e a opção S1 é a que mostrou a melhor combinação vazão-altura. / Provide good quality water besides following the public demand is one of the biggest challenges faced for the authorities these days, the increasing demand for this natural resource requires larger and more complexes abduction systems and distribution networks. Moreover, hydraulics projects should be projected to work at normal flow conditions but also at extreme conditions caused by external agents whom can produce much bigger or much lower pressures comparing with a ideal operation condition. The current research aim to define a pumping project for the public supply of the city of Torrinhas in estate of São Paulo, establishing the most efficient combination of pipelines to attend the economic and hydraulics necessities, besides define the necessity and the protection against the hydraulics transient. The research was conducted using the Allievi software to simulate five proposed settings: Simulation 1 (S1): Steady state; Simulation 2 (S2): Pipeline with cast iron pipes without protection; Simulation 3 (S3): Pipeline with PVC-O pipes without protection; Simulation 4 (S4): pipeline with PVC-O pipes with protection; Simulation 5 (S5): pipeline with cast iron and PVC-12 DeFoFo pipes with protection. Therefore, with the present results was possible to conclude that the best economic and hydraulic option is to use cast iron hub pipes K7 in the first 3391.79 meters, and use PVC 12 DeFoFo pipes in the others 3297.33 meters, and also the utilization of the Balloon Hydro pneumatic Accumulator device with 1,5m³ of capability to guard the system against the hydraulic transient. The settings S2 and S3 showed gains in the pump group yield while the setting S1 had the best relation between flow rate and elevation.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 4101005 bytes, checksum: 33757d5f02284fb047ef8012260c0b4a (MD5) Previous issue date: 2011-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The design and development of an automated system for inspection of weld in pipelines main objective to ensure portability in areas of difficult access, improved detectability of errors, accurate reports, scan speed, easy handling and greater flexibility for different configurations in diameter and thickness. From the geometry of the duct, the system is capable of circumferential and longitudinal movements in order to scan the entire surface of the pipeline being inspected. The system consists of two DC motors, gears, a programmable logic controller and a graphical interface to show the maintence of inspection process. The project is based on an interchargeable external gear that rotates and supports the transducers, driven by other gear. Another engine generates the longitudinal movement of the system mensuring that the entire surface of the pipe to be inspected. Experimental tests have demonstrated the effectiveness and applicability of the developed system. / O projeto e desenvolvimento de um sistema automático de varredura para inspeção em juntas soldadas de dutos tem como objetivo principal garantir uma portabilidade do sistema em áreas de difícil acesso, melhor detectabilidade de falhas, precisão nos laudos, velocidade de análise, fácil manuseio e maior flexibilidade para diferentes configurações de diâmetro e espessura. A partir da geometria do duto, o sistema é capaz de realizar os movimentos circunferenciais e longitudinais com o objetivo de varrer toda a superfície do duto a ser inspecionada. O sistema é composto de dois motores de corrente contínua, engrenagens e um controlador lógico programável, além de uma interface gráfica para mostrar o andamento do processo de inspeção. O projeto é baseado em uma engrenagem externa intercambiável que gira e suporta os transdutores, movida por um pinhão. Outro motor gera o movimento longitudinal do sistema garantindo que toda a superfície do duto seja inspecionada. Testes experimentais demonstraram a eficácia e aplicabilidade do sistema desenvolvido.

ANP / O scheduling operacional de uma rede de distribuição de produtos derivados do petróleo é um problema combinatório complexo, de difícil resolução computacional. Este problema pode ser decomposto em três subproblemas de acordo com os elementos chaves do scheduling: aloca- ção dos recursos, seqüenciamento das atividades, e determinação do tempo para a utilização dos recursos pelas atividades. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo para a solução do subproblema de seqüenciamento das atividades. O seu principal objetivo é propor uma solução baseada em metaheurística para a geração de ordenações das bateladas de produtos derivados do petróleo, criando um modelo de auxílio à tomada de decisão durante as operações de uma malha dutoviária. Da prática operacional, sabe-se que o seqüenciamento de bateladas tem grande influência no resultado final do scheduling. Além disto, a escolha da me- lhor sequencia é um problema multiobjetivo, dependente dos critérios considerados na escolha (atendimento à demanda ou à produção, ocupação dos dutos, etc.). Neste trabalho realizou-se a implementação de várias técnicas metaheurísticas para a solução do problema de seqüencia- mento. Foram analisados os resultados alcançados com o uso de diferentes funções objetivo na otimização. Os resultados mostraram um bom desempenho das metaheurísticas estudadas no seqüenciamento, o que possibilitou a obtenção de boas soluções em um curto tempo computacional. Estudou-se mais profundamente o modelo baseado em algoritmo genético que permite fornecer um conjunto de soluções que representam diferentes opções de possíveis sequencias a serem escalonadas na rede. Este modelo foi, em seguida, extendido para tratar o caso de múltiplos objetivos. Desenvolve-se então uma abordagem baseada em MOGA (Multiobjective Genetic Algorithm) que apresentou bons resultados além de uma maior diversificação de sequencias quando comparado com a solução com objetivo único. Os modelos propostos foram validados em instâncias reais da rede de dutos brasileira e constituem uma ferramenta de auxílio à tomada de decisão operacional, resultando num uso mais eficiente da malha dutoviária estudada. / The scheduling of activities to distribute oil derivate products through a pipe network is a complex combinatorial problem, that presents a difficult computational solution. This problem can be decomposed on three sub-problems according to the key elements of scheduling: assignment of resources, sequencing of activities, and determination of resource timing utilization by these activities. This work develops an approach to the sequencing sub-problem. The main objective is to develop an approach based on metaheuristic for the order generation of oil derivate products batches. The approach goals is to aid the operational decision making of the schedu- ling problem in a pipeline network. From the operational practice, the batches sequencing has great influence on the final scheduling result. Moreover the best order choice is a multiobjective problem and depends on the considered criteria (fulfillment of demand and production, pipe- line occupation rate, etc.). Some metaheuristic techniques were implemented to the sequencing problem. Results in using different objective functions on sequencing optimization were also analyzed. The metaheuristic showed a good performance in sequencing, which resulted on good solutions in a small computational time. A model based on genetic algorithm was intensively studied and it has provided a set of solutions that means different options of possible sequences to be schedule in the pipeline network. This model was also extended to treat multiple ob- jectives. A model based on MOGA (Multiobjective Genetic Algorithm) was developed and it showed good results and also good batches sequencing diversification. The proposed models were validated for real scenarios in the Brazilian pipeline network and have become a tool to aid the operational decision making, resulting in an improvement of the study of this pipeline network.

As oportunidades do processo de digestão anaeróbia, em aterros sanitários, controlados e sistemas de compostagem, são ligadas à formação de biogás através da biodegradação da matéria orgânica (MO) em ambiente predominantemente anaeróbio. O aterro da Caturrita, localizado na cidade de Santa Maria, possui cerca de 467.929 toneladas de resíduos depositados em uma de suas células. A recuperação total do CH4 desta quantidade de resíduo entre 2013 e 2033, considerando um rendimento na captação de gases de 70%, foi calculada em 17.529.657 m3. O total da receita estimada para o mesmo período, admitindo uma comercialização conservadora de créditos de carbono e energia elétrica, foi de USD 2.131.458 , isto é, um faturamento mensal de USD 8.881. No caso da compostagem, onde podem ocorrer ambientes anaeróbios, o sistema de ponteiras horizontais em camadas utilizado experimentalmente apresentou indícios de diminuição da geração de CH4 com vantagem em relação à compostagem com ponteiras verticais. Para isso, utilizaram-se taxas de aeração de 0,557 m³ ar.d-1.kg-1 de MO em peso seco (PS), com o monitoramento da temperatura interna e da umidade das leiras. As variações das perdas de cargas calculadas para as tubulações da leira experimental com ponteiras horizontais ficaram entre 1,56% e 2,56%, com a temperatura interna máxima em 70,8°C, diferentemente da leira com ponteiras verticais que atingiu uma máxima de 47,1°C, ambas para umidades superiores a 50%. O custo por metro para a implantação em escala real equivale a USD 21,22, considerando o uso de materiais alternativos, mas com resistência mecânica e térmica adequados. Observou-se na leira experimental com ponteiras horizontais proposta a diminuição do NH4 + concomitantemente à elevação do NO3 em menor tempo que na leira com ponteiras verticais. Além disso, com a proposta do sistema de aeração alternativo, a emissão de CH4 seria pouco significativa, pois o processo é basicamente aeróbio. Para a compostagem com ponteiras verticais utilizado na empresa, considerando apenas a emanação de CH4, estima-se o custo ambiental entre USD 2.059 e USD 75.841 por ano para uma quantidade processada de 50.000 t de resíduos agroindustriais. Para o aterro da Caturrita, o custo ambiental pode ser estimado entre USD 7.733 e USD 52.287 por ano. Com uma recuperação de 70% de CH4, através de queima ou conversão em energia elétrica, o custo ambiental máximo estimado cairia para USD 15.686 para a quantidade estimada e disposta no aterro da Caturrita entre 1999 e 2008 de 467.929 toneladas. / The anaerobic digestion process opportunities, about controlled landfills and composting systems, are related to a biogas formation process through the biodegradation of organic substances in a predominantly anaerobic environment. The Caturrita’s landfill, located in Santa Maria – RS - Brazil, has around 467,929 tons of deposited residues in one of its cells. The recovery of methane between 2013 and 2033, considering an availability of 70%, was estimated at 17,529,657 m³. Admitting the carbon credits and electric energy commercialization, during the same period, was estimated and would result in USD 2,131,438, that is, a monthly profits of USD 8,881. In a composting system, where anaerobic environments may occur, the horizontal pipelines system used showed that the CH4 production decreased with advantage in relation to vertical pipelines. For this experiment, Organic matter (OM) was aerated at a rate of 0.557 m3 air·d-1·kg-1, as determined by dry weight (DW), and the internal temperature and humidity of the windrows were monitored. The calculated variation of the pressure loss for the pipelines in the experimental widrow with horizontal pipelines proposal was between 1.56% and 2.56% at a maximum internal temperature of 70.8°C, unlike the windrow with vertical pipelines, which reached a maximum temperature of 47.1°C. In both systems, the humidity was greater than 50%. The cost per metre for commercial scale implementation is equivalent to USD 21.22, considering the use of alternative materials with the necessary mechanical and thermal resistance values. It was observed in the experimental pile with horizontal pipelines proposal the reduction of NH4 + simultaneously to the elevation of NO3 in less time than in the pile with vertical pipelines. Furthermore, with the alternative aeration system, the CH4 emission would be insignificant, because the process is essentially aerobic. For composting system with vertical pipelines used in the company, considering only the emanation of CH4, the environmental cost can be estimated between USD 2,059 and USD 75,841 per year for an amount of 50,000 t of processed agribusiness residues. For Caturrita’s landfill, the environmental cost can be estimated between USD 7,733 and USD 52,287 per year. With a CH4 recovery of 70%, by burning or conversion into electrical energy, the maximum estimated environmental cost would fall to USD 15,686 for the estimated quantity and disposed of in landfill Caturrita between 1999 and 2008 of 467,929 tons.

O transporte subterrâneo de óleos aquecidos dentro dos processos da Petrobrás/Transpetro é um ponto crítico devido à necessidade de conservar a temperatura do óleo dentro da rede de tubulações do ponto de origem ao seu destino com o mínimo de perda de calor possível. Tubulações utilizando espumas rígidas de poliuretano como isolamento térmico têm sido usadas por muitos anos neste processo de transporte. Entretanto, inspeções instrumentadas têm mostrado graves processos de corrosão externa em algumas tubulações isoladas após alguns anos em operação. Devido à grande extensão da rede de tubulações térmicamente isoladas no Brasil, este tipo de problema somente foi identificado após alguns vazamentos acidentais. Após uma profunda investigação em campo, foi verificado que o tipo de proteção da tubulação e o sistema de isolamento térmico usado não era adequado para evitar o processo de corrosão. Com o intuito de se prevenir e evitar maiores estragos ao meio ambiente e, principalmente, às comunidades que moram próximas às zonas das tubulações enterradas, foi necessário uma revisão urgente de toda metodologia utilizada até o momento para as tubulações térmicas isoladas com poliuretano. A solução veio pela adaptação de uma norma européia a EN 253 utilizada para tubulações pré-isoladas e enterradas para distribuição de água quente em cidades. Entretanto, esta norma foi desenhada para tubulações novas para serem trocadas em campo, e nem sempre é necessário ou é possível realizar a troca como no caso de reabilitação em campo ou em trechos curvos. A nova norma proposta pela Petrobras solicita o uso de uma capa protetora externa de polietileno de alta densidade (PEAD) com espessuras de 6 a 10 mm para garantir a integridade do sistema isolante contra umidade e infiltrações de água. Mas, a dificuldade no manuseio, peso e a forma de aplicação desta capa de PEAD em campo, tem praticamente inviabilizado seguir a nova norma nos casos de reabilitação de tubulações em campo e em trechos curvos. O que adicionaria mais um componente de risco na qualidade e integridade da obra contra o processo de corrosão. Este trabalho pretende pela versatilidade tecnológica do poliuretano, preencher esta necessidade de uma alternativa ao PEAD como proteção mecânica externa destas tubulações térmicas subterrâneas. E assim, viabilizar a plena utilização da nova norma adaptada para os casos de reabilitação em campo, trechos curvos e juntas de campo. / Buried heated oil transportation within Transpetro/Petrobras process is a critical issue because of the necessity to maintain the oil temperature into pipelines network from the origin to destiny with less heat loss as possible. Insulated pipelines using polyurethane rigid foams as insulation has been used for many years for this transportation process. However, instrumental inspections had showed in some insulated pipelines a severe external corrosion process after some years in operation. Due to the extension of the insulated pipeline network in Brazil, this kind of problem was possible to identify only after some leakages emergencies. After a deeper investigation in field it was verified that the pipe protection and insulation system was not adequate to avoid the pipe corrosion process. In order to prevent and avoid any higher damage to environment and mainly to the community living around these buried pipelines zones, a quickly review of the whole methodology was necessary. The solution came from an adaptation of a European norm EN 253 used for district heating bonded pipe systems for directly buried hot water networks. However, this norm was designed for new insulated pipes produced in plant and installed in field. Insulation procedures such as pipe rehabilitations and curves are not able to fulfill this norm because the most of process is done in field. The new Petrobras norm based on EN 253 requests as external case a high density polyethylene (HDPE) with thickness of 6-10 mm in order to certify the insulation system integrity against humidity and water infiltration. But, difficulties such as weight, size and handling this high thickness HDPE in field, has been an issue to follow the new norm in case of pipes rehabilitations and curves sections in field. This paper intends to introduce an alternative for HDPE as mechanical protection of those buried insulated pipelines, using a high density polyurethane material. The high versatility of the polyurethane technology in terms of chemical and mechanical properties combined with it easy and simple processing way, can fulfill the gap for pipe rehabilitation in field including curves and pipe joints.

Este trabalho busca avaliar o efeito da sobrepressão interna na avaliação crítica de engenharia (ECA) de dutos submersos sujeitos a flambagem lateral controlada, que essencialmente consiste na análise de carregamentos combinados associados a grandes deformações longitudinais. O objetivo principal é avaliar a viabilidade da adoção de corpos-de-prova SENT na avaliação da resistência à fratura em dutos sujeitos a esforços combinados utilizando procedimentos analíticos que incorporam do aumento das forças motrizes devido à sobrepressão interna. Este estudo apresenta uma revisão sobre os procedimentos de ECA utilizados em dutos submersos e sobre o efeito da pressão interna na capacidade de deformação de dutos. Os procedimentos adotados atualmente e procedimentos alternativos são discutidos e implementados em um problema prático envolvendo diferentes razões de diâmetros por espessuras, expoentes de encruamento, níveis de sobrepressão e deformação longitudinal. Alguns casos selecionados são comparados com soluções elasto-plásticas de J, e.g. EPRI. Os resultados apresentados fornecem uma boa compreensão sobre as vantagens e limitações de cada procedimento, incluindo a possibilidade de estender sua aplicação além do limite normativo de 0,4% de deformação longitudinal. / This work aims to evaluate the effect of internal overpressure on the engineering critical assessment (ECA) of submarine pipelines subjected to controlled lateral buckling, which essentially consists of the analysis of combined loading with large longitudinal strains at the buckle crown. The main goal is to evaluate the feasibility of using SENT specimens to characterize the fracture resistance in the assessments of pipelines subjected to combined loadings using analytical procedures that takes into account the increase of crack driving force due to internal overpressure. This study presents a revision about ECA procedures used in submarine pipelines and about the effect of biaxial stresses their tensile strain capacity. Both standard and alternative procedures are discussed and implemented in a practical problem involving different diameter to thickness ratios, hardening exponents, levels of internal pressure and longitudinal strain. Some selected cases are compared with full elastic-plastic J solutions, e.g. EPRI. The results provide useful insights regarding the advantage and limitations of each procedure, including the possibilities to extend their applicability beyond the standard limit of 0,4% of longitudinal strain.

Este trabalho apresenta um conjunto extenso de análises 3-D administrado em espécimes de fratura padronizados, incluindo espécimes SE(T) carregados por pino e por garra, e dutos com defeitos longitudinais com tamanhos de trinca variados. O objetivo é examinar os efeitos 3-D na correlação de comportamento de fratura para as configurações de trinca analisadas usando a metodologia J-Q. Uma medida de restrição por sobre a frente de trinca, dado por um parâmetro hidrostático médio, Qs, é empregada para substituir a medida de restrição de estado plano de deformação, Q. Alternativamente, uma medida local de restrição que avalia a região da camada central do espécime, Qm, também é utilizada. As extensas análises numéricas tridimensionais aqui apresentadas providenciam um conjunto representativo de soluções que provêem apoio adicional ao uso de espécimes SE(T) especialmente projetados para avaliação de defeitos em dutos e vasos de pressão. / This study describes an extensive set of 3-D analyses conducted on conventional fracture specimens, including pin-load and clamped SE(T) specimens, and axially cracked pipes with varying crack configurations. The primary objective is to examine 3-D effects on the correlation of fracture behavior for the analyzed crack configurations using the J-Q methodology. An average measure of constraint over the crack front, as given by an average hydrostatic parameter, denoted Qs, is employed to replace the plain-strain measure of constraint, Q. Alternatively, a local measure of constraint evaluated at the midthickness region of the specimen, denoted Qm, is also utilized. The extensive 3-D numerical analyses presented here provide a representative set of solutions which provide further support for using constraint-designed SE(T) specimens in fracture assessments of pressurized pipes and cylindrical vessels.

As oportunidades do processo de digestão anaeróbia, em aterros sanitários, controlados e sistemas de compostagem, são ligadas à formação de biogás através da biodegradação da matéria orgânica (MO) em ambiente predominantemente anaeróbio. O aterro da Caturrita, localizado na cidade de Santa Maria, possui cerca de 467.929 toneladas de resíduos depositados em uma de suas células. A recuperação total do CH4 desta quantidade de resíduo entre 2013 e 2033, considerando um rendimento na captação de gases de 70%, foi calculada em 17.529.657 m3. O total da receita estimada para o mesmo período, admitindo uma comercialização conservadora de créditos de carbono e energia elétrica, foi de USD 2.131.458 , isto é, um faturamento mensal de USD 8.881. No caso da compostagem, onde podem ocorrer ambientes anaeróbios, o sistema de ponteiras horizontais em camadas utilizado experimentalmente apresentou indícios de diminuição da geração de CH4 com vantagem em relação à compostagem com ponteiras verticais. Para isso, utilizaram-se taxas de aeração de 0,557 m³ ar.d-1.kg-1 de MO em peso seco (PS), com o monitoramento da temperatura interna e da umidade das leiras. As variações das perdas de cargas calculadas para as tubulações da leira experimental com ponteiras horizontais ficaram entre 1,56% e 2,56%, com a temperatura interna máxima em 70,8°C, diferentemente da leira com ponteiras verticais que atingiu uma máxima de 47,1°C, ambas para umidades superiores a 50%. O custo por metro para a implantação em escala real equivale a USD 21,22, considerando o uso de materiais alternativos, mas com resistência mecânica e térmica adequados. Observou-se na leira experimental com ponteiras horizontais proposta a diminuição do NH4 + concomitantemente à elevação do NO3 em menor tempo que na leira com ponteiras verticais. Além disso, com a proposta do sistema de aeração alternativo, a emissão de CH4 seria pouco significativa, pois o processo é basicamente aeróbio. Para a compostagem com ponteiras verticais utilizado na empresa, considerando apenas a emanação de CH4, estima-se o custo ambiental entre USD 2.059 e USD 75.841 por ano para uma quantidade processada de 50.000 t de resíduos agroindustriais. Para o aterro da Caturrita, o custo ambiental pode ser estimado entre USD 7.733 e USD 52.287 por ano. Com uma recuperação de 70% de CH4, através de queima ou conversão em energia elétrica, o custo ambiental máximo estimado cairia para USD 15.686 para a quantidade estimada e disposta no aterro da Caturrita entre 1999 e 2008 de 467.929 toneladas. / The anaerobic digestion process opportunities, about controlled landfills and composting systems, are related to a biogas formation process through the biodegradation of organic substances in a predominantly anaerobic environment. The Caturrita’s landfill, located in Santa Maria – RS - Brazil, has around 467,929 tons of deposited residues in one of its cells. The recovery of methane between 2013 and 2033, considering an availability of 70%, was estimated at 17,529,657 m³. Admitting the carbon credits and electric energy commercialization, during the same period, was estimated and would result in USD 2,131,438, that is, a monthly profits of USD 8,881. In a composting system, where anaerobic environments may occur, the horizontal pipelines system used showed that the CH4 production decreased with advantage in relation to vertical pipelines. For this experiment, Organic matter (OM) was aerated at a rate of 0.557 m3 air·d-1·kg-1, as determined by dry weight (DW), and the internal temperature and humidity of the windrows were monitored. The calculated variation of the pressure loss for the pipelines in the experimental widrow with horizontal pipelines proposal was between 1.56% and 2.56% at a maximum internal temperature of 70.8°C, unlike the windrow with vertical pipelines, which reached a maximum temperature of 47.1°C. In both systems, the humidity was greater than 50%. The cost per metre for commercial scale implementation is equivalent to USD 21.22, considering the use of alternative materials with the necessary mechanical and thermal resistance values. It was observed in the experimental pile with horizontal pipelines proposal the reduction of NH4 + simultaneously to the elevation of NO3 in less time than in the pile with vertical pipelines. Furthermore, with the alternative aeration system, the CH4 emission would be insignificant, because the process is essentially aerobic. For composting system with vertical pipelines used in the company, considering only the emanation of CH4, the environmental cost can be estimated between USD 2,059 and USD 75,841 per year for an amount of 50,000 t of processed agribusiness residues. For Caturrita’s landfill, the environmental cost can be estimated between USD 7,733 and USD 52,287 per year. With a CH4 recovery of 70%, by burning or conversion into electrical energy, the maximum estimated environmental cost would fall to USD 15,686 for the estimated quantity and disposed of in landfill Caturrita between 1999 and 2008 of 467,929 tons.