Submitted by Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (mebiotec.ufba@gmail.com) on 2017-04-04T12:50:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Roberta Santoro.pdf: 724184 bytes, checksum: 1653221680de20af86dfe6c644807a0f (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-07-03T15:53:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Roberta Santoro.pdf: 724184 bytes, checksum: 1653221680de20af86dfe6c644807a0f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T15:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Roberta Santoro.pdf: 724184 bytes, checksum: 1653221680de20af86dfe6c644807a0f (MD5) / FAPESB / A fase de recuperação secundária do petróleo é caracterizada por processos que objetivam restaurar a pressão interna do reservatório para assim aumentar a produtividade da jazida. Em poços distantes do continente, a água do mar, que contém cerca de 0,3% de sulfato, é comumente injetada para realizar esse processo. Portanto, estes reservatórios ficam sujeitos ao crescimento de bactérias redutoras de sulfato (BRS) que produzem sulfeto causando assim grandes prejuízos a indústria petroquímica. O processo de corrosão causado pela produção de sulfeto é conhecido como souring. Uma das formas de controlar o souring é a adição de biocidas (glutaraldeído e tetrakis(hidroximetil) fosfônio sulfato (THPS), mas estes tem um potencial de gerar um significativo impacto ambiental. Acredita-se que o controle biológico seja menos impactante por se utilizar de agentes microbianos para controlar o crescimento de BRS através de processos como biocompetição. O nitrato tem sido utilizado com a intenção de estimular tal biocompetição, mas, a complexidade das interações ecofisiológicas microbianas dificultam o sucesso dessa prática. O objetivo deste trabalho, portanto, foi o de avaliar os fatores relacionados com o controle de BRS in situ através (i) o uso de nitrato como agente regulador da sulfetogênese e (ii) a produção potencial de inibidores metabólicos pelos organismos desnitrificantes. Para esse trabalho foram isoladas 80 cepas bacterianas de poços de petróleo localizados na Bacia do Recôncavo Baiano, sendo 30 separadas fisiologicamente e caracterizadas em desnitrificantes heterotróficos e/ou autotróficos. Apenas 02 cepas apresentaram capacidade inibitória contra BRS em teste de placas com Desulfovibrio vulgaris. Curvas de crescimento com D. vulgaris mostram que este micro-organismo produz maior biomassa na presença de nitrato. Nessa condição a adição de nitrato diminui significativamente a produção de sulfeto, mas, em contrapartida, aumenta significativamente a biomassa de BRS. Portanto o uso de nitrato é um paliativo momentâneo que futuramente pode agravar de forma considerável o souring por permitir o aumento da biomassa de BRS, capazes de utiliza-lo. Embora exista potencial para exclusão biocompetitiva, pouco ainda se sabe sobre as interações que controlam as atividades dessas cepas in situ (interações de BRS com bactérias redutoras de óxido de nitrogênio (BRON) que sejam capazes de utilizar o nitrato. / Secondary oil recovery strategy aims to restore by secondary means the internal pressure of the rock formation and therefore enhancing oil recovery yields. For rock formations located offshore injection of seawater rich in sulphate (0.3 %) is often used for this purpose. In this way, such oil wells are easily subjected to the activity of sulphate reducing bacteria (SRB) causing the accumulation of sulphide which is the source of corrosion. The corrosive process caused by sulphide is known as “souring”. There have been several attempts for controlling souring such as the addition of biocides in the injected seawater (glutaraldehyde and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate (THPS)), however, these approaches can generate considerable environmental damage. Biological control is believed to generate less environmental impact for it control BRS growth through less harmful ecological processes such as bioexclusion. Nitrate is being used with such intent because it favours the competing denitrifying bacteria against BRS. However, the eco-physiological complexity characterizing bacterial interactions make the process difficult to achieve in situ. The aim of this study is to assess factors related to the in situ controls of BRS by (i) using nitrate as a regulating mediator and (ii) the effect of denitrifying bacteria inhibitory agents against BRS. For this purpose, 80 distinct bacterial strains were first isolated from oil wells located at the Recôncavo Baiano Basin and 30 strains were physiologically characterized as autotrophic and heterotrophic denitrifying bacteria. Only 2 strains showed to be capable of producing an inhibitory substance to Desulfovibrio vulgaris (BRS). In addition, growth curves characterization showed that D vulgaris is capable of growing using nitrate as electron acceptor. In such a condition, sulphide production decreases, but, on the other hand, it also enhances D. vulgaris biomass abundance. Thus, nitrate showed to work as a palliative and with such increase in BRS biomass, the souring problem may also increase significantly with the exhaustion of nitrate in situ. Although such biomass increase has been observed, it is expected that the denitrifying bacterial isolates found in this work may assist the process of BRS control by means of exclusion and the metabolic in situ use of produced sulphide by autotrophic denitrifiers capable of using nitrate.

Made available in DSpace on 2014-12-05T18:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) guarani_cavalcanti_ioc_mest_2001.pdf: 19435422 bytes, checksum: 70afbf197134ad291c3099b285e07bb6 (MD5) Previous issue date: 2014-11-18 / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello. Gerência de Avaliação e Monitoramento Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Estudamos o efeito de soluções químicas (biocidas, bases ativas, inibidores metabólicos e de corrosão) no controle do crescimento de bactérias redutoras de sulfato (BRS) sésseis e planctônicas e na desorganização de biofilmes presentes nos oleodutos e em tubulações do sistema de injeção de água do mar de plataformas de petróleo da Petrobras. Bactérias coletadas nesses locais foram cultivadas em laboratório, em sistemas estático e dinâmico de fluxo d\2019água, na ausência e presença de cinco diferentes produtos. Posteriormente, amostras tratadas e não tratadas foram analisadas por testes microbiológicos, ultra-estruturais e por microanálise de raios-X. Além dos ensaios laboratoriais, foram analisados resíduos coletados de um oleoduto da Bacia de Campos, antes e após o tratamento com bases ativas. Adicionalmente, padronizamos a técnica de microscopia confocal de varredura a laser para o estudo in situ de biofilmes bacterianos aderidos à superfície metálica de corpos-de-prova. Dentre os produtos testados no controle microbiano, a solução de ácido dietilenotriaminopentacético (DTPA) foi a de melhor desempenho nos testes estáticos, seguida pela solução de glutaraldeído conjugado com sais quaternários de amônio (GA-QAT). O DTPA também foi utilizado no oleoduto, obtendo bons resultados. Em sistema dinâmico, glutaraldeído (GA) dosado isoladamente ou coadjuvado com QAT apresentou eficiência baixa ou média contra bactérias sésseis, a depender dos tempos de contato com a solução de tratamento. Todos os produtos testados foram mais efetivos contra bactérias planctônicas que sésseis Os testes ultra-estruturais indicaram que as soluções de GA e de GA-QAT não foram eficientes na remoção dos biofilmes aderidos aos corpos-de-prova em sistema estático e dinâmico de fluxo d\2019água. Já a solução de DTPA foi capaz de alterar a ultra-estrutura das células e do biofilme aderido ao metal, tanto em testes estáticos laboratoriais, como no tratamento do oleoduto. Microanálises de raios-X sugeriram que o DTPA é capaz de dissolver incrustações de sulfato de bário encontradas associadas a biofilmes bacterianos nos oleodutos. Esta técnica também permitiu caracterizar o sulfeto de ferro como sendo o principal produto de corrosão, encontrado geralmente adsorvido à matriz extracelular dos biofilmes ou em contato com a superfície de bactérias sésseis e planctônicas. A metodologia de análise dos corpos-de-prova por microscopia confocal mostrou-se útil para a avaliação da presença e a densidade do biofilme aderido ao metal e também para a detecção de profundidades de pontos de corrosão abaixo desses biofilmes. Essa técnica, portanto, poderá ser aplicada para avaliações futuras do controle da biocorrosão nas tubulações de plataformas de petróleo / We studied the effect of chemical solutions (biocides, metabolic, corrosion and incrustation inhibitors) in the control of plancktonic and sessile sulphate-reducing bacteria (SRB) growth and also in the disassembly of biofilms present in oil field pipelines of seawater injection systems of PETROBRAS' offshore platforms. Bacteria collected from field were cultured in laboratory under static and dynamic water flow systems, in the absence and presence of five different products. Later on, treated and non-treated samples were analysed by microbiological and ultrastructural techniques and by X-ray microanalysis. Besides laboratory assays, residues collected from an oil field pipeline of Campos' Basin were analysed before and after biocide treatment. Additionally, we standardised the laser scanning confocal microscopy technique for the in situ study of bacterial biofilms attached to the surface of metallic coupons. Among the tested products aiming the microbial control, diethilenetriaminepentaacetic acid (DTPA) presented the best performance under static tests, proceeded by glutaraldehyde (GA) solution conjugated with quaternary salts of ammonium (QAT). In dynamic system, GA alone or conjugated with QAT presented low or medium efficiency profile against sessile bacteria, depending on the time of contact with the cells. All the tested products were more effective against plancktonic bacteria as compared to sessile ones. DTPA was also used in the oil field pipeline, obtaining good results. Ultrastructural studies indicated that GA and GA-QAT solutions were not efficient to remove biofilms attached to the coupons in both static and dynamic systems. However, DTPA solution was capable to alter the ultrastructure of the cells and of the biofilm attached to the metal, either in laboratory static tests or in the pipeline treatment. Through the X-ray microanalysis, we characterised iron sulphide as the main corrosion product. This compound was generally found adsorbed to extracellular matrix elements or even adsorbed to plancktonic and sessile bacterial surface. The methodology to analyse coupons by confocal microscopy was quite useful to evaluate the presence and density of the biofilm attached to the metal, and also to detect depths of corrosion pits found below those biofilms. This technique, therefore, can be applied for future evaluations related to biocorrosion control in oil field pipelines of petroleum offshore platforms

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2633_Dissertação, Subtil, E.L - FINAL.pdf: 3237230 bytes, checksum: f6812f817e7ac05f29389f57827b5b0b (MD5) Previous issue date: 2007-06-28 / sulfeto pelas Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) através de um processo denominado redução desassimilatória do íon SO42-.Em geral, a redução de sulfato em sistemas anaeróbios destinados ao tratamento de esgotos sanitários é um processo considerado indesejável, dado que a formação de sulfeto causa uma série de problemas como toxicidade, corrosão, odor, aumento da DQO efluente, além de diminuir a qualidade e quantidade do biogás. No presente trabalho, avaliou-se a redução de sulfato e sua relação com a geração de sulfeto dissolvido (S2-, HS- e H2S) em um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) tratando esgoto sanitário em escala real. O reator operou com uma vazão afluente de 86,4 m3.d-1 e uma Carga Orgânica Volumétrica de 0,73 Kg DQOtotal/m3.d. Os valores médios no afluente do reator da Demanda Química de Oxigênio (DQO) total e filtrada, sulfato, sulfeto e Número Mais Provável (NMP) de BRS foram, respectivamente, 235 mg O2/L, 168 mg O2/L, 151 mg SO4 2-/L, 1,4 mg S2-/L e 1,2 x 105 NMP BRS/mL. A Eficiência de remoção de DQO total foi de 53% e de DQO filtrada igual a 49%. Durante todo o experimento foi verificada redução de sulfato no reator, com uma redução média de 24%. No entanto, a concentração de sulfeto dissolvido no reator não foi superior 5,0 mg/L, não representando risco à metanogênese. A biomassa de BRS no reator foi de 7,6 x 105 NMP/mL e a DQO consumida por essas bactérias representaram 13% da DQO total removida. O modelo cinético de primeira ordem apresentou-se bem ajustado para descrever as velocidades globais de consumo de sulfato e produção de sulfeto, com valores de K1 para sulfato igual a - 0,064 h-1 e 0,276 h-1 para sulfeto dissolvido. Os coeficientes de correlação para os dados de sulfato e sulfeto estiveram acima dos 92% e a reprodução dos dados foram boas, sendo as taxas máximas para redução de sulfato e produção de sulfeto dissolvido de 9,67 mg SO4 2-/L.h-1 e 1,03 mg S2-/L.h-1 respectivamente.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2013-12-02T17:12:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Catia Larissa Santos Ramos.pdf: 1301096 bytes, checksum: 179d46658168ca7b5a9b3ab82368b8c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-02T17:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Catia Larissa Santos Ramos.pdf: 1301096 bytes, checksum: 179d46658168ca7b5a9b3ab82368b8c4 (MD5) / FAPESB / A pesquisa desenvolvida tem como objetivo estudar a cinética de crescimento de bactérias redutoras de sulfato em reator de leito fixo avaliando o efeito da concentração do aceptor final de elétrons (sulfato) no aumento da população microbiana. Para isso foi utilizado um consorcio de micro-organismos isolado a partir de amostras de água produzida de um reservatório da Bacia do Recôncavo que apresentava produção de H2S (gás sulfídrico). As concentrações de sulfato e sulfeto em solução aquosa, assim como o potencial de oxidação-redução, foram medidos ao longo da duração do experimento para acompanhar o crescimento microbiano. Foram utilizadas três concentrações iniciais de sulfato: 200, 1000 e 3500 mg/L. Os resultados indicam o crescimento e a atividade das bactérias assim como a diminuição exponencial da concentração de sulfato na fase descontinua do experimento. O ajuste de modelos cinéticos indicou que a conversão do sulfato e a geração do sulfeto são ambos processos de primeira ordem e que a primeira reação é mais rápida que a segunda.

Submitted by Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (mebiotec.ufba@gmail.com) on 2017-09-13T12:03:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final- Tatiana Oliveira do Vale.pdf: 4717884 bytes, checksum: ff43b7e5c8ffae42678c802a98705a42 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvaldo Souza (edvaldosouza@ufba.br) on 2017-10-02T18:50:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final- Tatiana Oliveira do Vale.pdf: 4717884 bytes, checksum: ff43b7e5c8ffae42678c802a98705a42 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T18:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final- Tatiana Oliveira do Vale.pdf: 4717884 bytes, checksum: ff43b7e5c8ffae42678c802a98705a42 (MD5) / capes / Mesmo após o emprego das técnicas secundárias de recuperação muito petróleo ainda se encontra retido nos reservatórios. Diante disso, métodos terciários (EOR) de recuperação veem sendo empregados, um deles é a inundação do reservatório com surfactantes. Nos reservatórios se encontram um grupo diverso de microrganismos, as bactérias redutoras de sulfato, que como resultado final do seu metabolismo produzem H2S. Esse gás causa corrosão entre outros sérios prejuízos à indústria petrolífera. O objetivo desse trabalho, portanto, é o de avaliar a influencia do lauril glicosídeo em técnicas de EOR e o seu efeito na atividade metabólica das BRS. A cinética do consumo de sulfato foi usada como parâmetro de avaliação da atividade microbiana. A concentração micelar crítica do tensoativo foi aferida como sendo de aproximadamente 82ppm. Testes cinéticos foram realizados com diferentes razões de surfactante e petróleo (fontes de carbono) baseando-se no conceito do modelo de Monod. As variações de atividade de BRS (consumo de sulfato) corresponderam diretamente as concentrações iniciais de fontes de carbono. As respostas fisiológicas tanto de D. vulgaris quanto do consórcio de BRS isoladas de poço de petróleo produziram resultados no período de 12 horas. O maior consumo de sulfato ocorreu no intervalo de concentração do surfactante 0,14% para D. vulgaris e 0,21% para o consorcio de BRS. Altas concentrações do surfactante apresentaram efeito tóxico. D. vulgaris se mostrou mais sensível do que o consórcio de BRS. Testes em coluna de areia empacotada também foram realizados com o propósito duplo de (i) avaliar a taxa de recuperação do petróleo com uso do surfactante e, depois, (ii) estimar o efeito da água produzida contendo o surfactante na atividade de BRS. Os resultados sugerem que a atividade de BRS é significativamente afetada pelo surfactante, sendo que baixas concentrações (≤ 2%) aumentam sua atividade (2 a 3 vezes a partir do controle sem o surfactante) e altas concentrações (≥ 2%) tem efeito tóxico (zero consumo de sulfato). Portanto, para evitar alta produção de sulfeto por BRS durante o uso do surfactante na recuperação terciária de petróleo é necessário ajustar a dose para acima de 2%. Porem, caso ocorra uma diluição do surfactante pela matriz da formação rochosa, esse composto poderá ser utilizado pelas BRS como fonte de carbono e aumentar a produção de sulfeto. Esse fenômeno aconteceria quando as concentrações pontuais do surfactante sejam reduzidas para abaixo de 2%. Dessa forma, essa pesquisa destaca que, embora o uso de surfactante melhore a recuperação de petróleo, este pode aumentar significativamente a produção de sulfeto pelas BRS presentes no poço de petróleo.

Submitted by Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (mebiotec.ufba@gmail.com) on 2017-09-14T14:16:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação final - Luciana Lima.pdf: 2423067 bytes, checksum: a4f37f089f064b722852c1a6565ea7de (MD5) / Approved for entry into archive by Edvaldo Souza (edvaldosouza@ufba.br) on 2017-10-02T20:39:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação final - Luciana Lima.pdf: 2423067 bytes, checksum: a4f37f089f064b722852c1a6565ea7de (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T20:39:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação final - Luciana Lima.pdf: 2423067 bytes, checksum: a4f37f089f064b722852c1a6565ea7de (MD5) / Fapesb / A acidificação e a Corrosão Microbiologicamente influenciada (CMI) são os principais problemas associados às Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) dentro da indústria de petróleo. Como forma minimizar os problemas citados, a indústria recorre a métodos de controles diversos, dentre os quais se destaca a utilização de biocidas, que por apresentar baixa eficiência e um custo elevado nem sempre são suficientes para conter a ação corrosiva das BRS. Compreender a dinâmica populacional das BRS em campos de petróleo é fundamental, tendo em vista a possibilidade de esclarecer os processos de acidificação e corrosão que acometem os reservatórios e os sistemas de transporte. Deste modo, métodos de cultivo tradicionais são utilizados e apesar da sua importância por vezes subestimam populações complexas. Por outro lado, métodos independentes de cultivo já promoveram uma compreensão destas comunidades em ambientes extremos, quando empregados em paralelo aos métodos tradicionais. O objetivo deste estudo foi testar e validar técnicas moleculares para monitorar em tempo real BRS em amostras de água produzida (AP), a partir de quatro poços (A, B, C e D) em diferentes pontos na região do Recôncavo Baiano, utilizando os métodos FISH, DAPI e NMP (número mais provável). Os dados obtidos evidenciaram a reunião de baixas populações de BRS nos poços pesquisados, e por meio de análise de variância (ANOVA) utilizando o teste de Scott Knott, foi observada a significância estatística (p≤0,05), entre as médias avaliadas para o poço de petróleo C, quando os três métodos (DAPI, FISH e NMP) foram comparados. Os métodos DAPI e FISH também apresentaram um p≤0,05 para a avaliação do poço D, sugerindo que as limitações encontradas pelo método NMP, para o respectivo poço, foram supridas pelos métodos independentes de cultivo. O qPCR foi empregado no referido estudo para quantificar o número de cópias do gene dsrA, responsável pela redução do sulfato, através da quantificação absoluta. Entanto, foi necessário previamente bioestimular uma amostra de AP em três concentrações diferentes (20%, 40% e 60%). Os resultados evidenciaram que a amostra de AP na concentração de 60% permitiu a amplificação do DNA extraído e a validação da metodologia, uma vez que a análise de qPCR mostrou um slope -3,32, uma eficiência de 100,081% e um R2 de 0,999.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-21T15:14:37Z No. of bitstreams: 1 2016_CarlosFelipeIlhaPereira.pdf: 12022182 bytes, checksum: c6b312ef5c240d8c7d16a73e3035adee (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-02T23:10:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CarlosFelipeIlhaPereira.pdf: 12022182 bytes, checksum: c6b312ef5c240d8c7d16a73e3035adee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T23:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CarlosFelipeIlhaPereira.pdf: 12022182 bytes, checksum: c6b312ef5c240d8c7d16a73e3035adee (MD5) / Os recursos hídricos vêm se tornando escassos em decorrência de sazonalidades climáticas, aumento do consumo de água da população, atividades de agricultura, entre outros. Dados recentes apontam para perdas de bilhões de reais relacionadas a perdas reais ocasionadas, principalmente, por vazamentos, e aparentes, oriundas muitas vezes de erros de medição. Dessa forma, as perdas físicas contribuem para a escassez da água. Neste contexto, as Válvulas Redutoras de Pressão – VRP podem ser utilizadas em redes de distribuição de água para controlar a pressão à jusante da válvula, reduzir grandes impactos da oscilação de pressão, o que contribui para a redução de rupturas da tubulação e de vazamentos. A modelagem do processo de controle de pressão utilizada nas VRP contém não linearidades e restrições, o que o conduz a um modelo de complexidade elevada. A partir disso, é proposto o controle preditivo não linear (Nonlinear Model Predictive Control- NMPC) aplicado ao processo da VRP, representado por um modelo fenomenológico simplificado, combinado ao modelo de uma rede hidráulica. O processo foi implementado sob duas formas de atuação: a indireta e a direta. A primeira apresenta problemas de estabilidade e sensibilidade e, em decorrência disso, foi proposta uma contribuição que contempla o controle de atuação direta para modelagem fenomenológica simplificada, que não apresenta tais problemas supracitados. O NMPC é uma técnica que utiliza explicitamente o modelo do processo e considera não linearidades e restrições para predizer o comportamento futuro do processo em um horizonte de predição e encontrar uma sequencia ótima de controle a cada instante de amostragem. Uma técnica de parametrização exponencial foi aplicada a fim de reduzir o número de grau de liberdades no problema de otimização on-line, o que corroborou para um melhor desempenho do controlador. Nas simulações baseadas em modelagem indireta, utilizou-se um cenário de consumo residencial e o controlador foi avaliado sob condição ideal (todas as variáveis, inclusive o comportamento futuro do consumidor são conhecidos) e real (apenas variáveis medidas são conhecidas). Para a utilização de modelagem direta são considerados perfis de consumo industrial e residencial, e todos os casos apresentaram condições realísticas de operação da rede hidráulica. A técnica de validação Hardware in the Loop - HIL foi utilizada e representa um importante passo na implementação em tempo real. O controlador embarcado funcionou satisfatoriamente para todos os casos de simulação. Uma abrangente comparação de resultados aponta que o controle NMPC apresenta vantagens para serem utilizadas em VRP. / Water resources have become increasingly limited as a result of climate seasonality, increasing the population’s water consumption, agriculture activities, and others. Recent data indicate financial losses of billions of reais related to real losses, mainly caused by leaks, and apparent, often derived from measurement errors. Thus, the physical losses contribute to water scarcity. In this context, Pressure Reducing Valves - PRV can be used in water distribution networks to control the valve downstream pressure, reduce large impact pressure oscillation, which contributes to the reduction of pipe ruptures and leaks. However, such process presents several nonlinearities and physical constraints leading to a highly complex model. From this, it is proposed the Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) applied to the VRP process, represented by a simplified phenomenological model, combined with the model of a hydraulic network. The process was implemented under their ways of action: direct and indirect. The first show problems of stability and sensitivity and, as a result, it was proposed a contribution which includes the control of direct action for simplified phenomenological modeling, which has no such problems described above. The NMPC is a technique that explicitly uses the process model considering its nonlinearities and constraints to predict the future behavior of the process on a prediction horizon and find a great sequence control at each sampling instant. An parameterized approch was applied to reduce the number of degrees of freedom in the on-line optimization problem and contribute to a better controller performance. In simulations based on of indirect modeling, was used a residential consumption scene and the controller was evaluated under ideal condition (all variables, including the future behavior of the consumer are known) and real (only measured variables are known). For the use of direct modeling are considered profiles industrial and residential use, and all cases presented realistic operating conditions of the hydraulic network. The validation technique Hardware in the Loop - HIL was employed and represents an important step in implementing real-time. The embedded controller worked fine in all cases of simulation. A wide comparison of results show that the NMPC control has all attributes for use in VRP.

Os manguezais são ambientes de transição entre os ecossistemas terrestres e marinhos, essenciais para o crescimento e o desenvolvimento de muitas espécies de elevado interesse ecológico e econômico. Apesar de ter sua importância reconhecida, são constantemente impactados por diversos poluentes que influenciam sua estabilidade. Estes ecossistemas caracterizam-se por serem anaeróbicos, ricos em sulfato e em matéria orgânica, sendo os microrganismos fundamentais na ciclagem de nutrientes, em especial os envolvidos no ciclo do enxofre, onde os procariotos redutores de sulfato (sulphate-reducing prokaryotes, SRP) aparecem como um grupo frequente e com um papel preponderante. O presente estudo mostrou que as comunidades de arquéias, bactérias e bactérias redutoras de sulfato (sulphatereducing bacteria SRB) são abundantes, diversas e responsivas aos estados de intervenção dos manguezais. A abundância medida por qPCR mostrou que as quantidades de arquéias e bactérias aumentam com a contaminação. A diversidade estudada por pirosequenciamento do gene ribossomal 16S DNAr indicou que estes grupos são diversos, mostrando filos Euryarcheota e Crenarcheota do domínio Archaea, e os filos Deltaproteobacteria e Gammaproteobacteria, do domínio Bacteria, como grupos frequentes. A estrutura destas comunidades, avaliada por análises de co-ocorrência, revelou que a microbiota responde à contaminação, diminuindo e simplificando as interações, quanto maior for a contaminação. A diversidade dos grupos relacionados ao ciclo do enxofre, estudada por DGGE (aprA e dsrB), pirosequenciamento (dsrB) e GeoChip (aprA, dsrB), mostrou que a classe Deltaproteobacteria, representada pelas ordens Desulfobacterales e Desulfovibrionales, é o grupo prevalente na redução do sulfato, e as classes Gammaproteobacteria e Betaproteobacteria devem atuar na oxidação do enxofre (sulphur-oxidising - SOB). O GeoChip (aprA, dsrB) foi a única metodologia que permitiu detectar arquéias redutoras de sulfato (gêneros Archaeoglobus e Pyrobaculum), sendo esta a primeira descrição de tais organismos em ecossistemas de manguezais. Desse modo, estes resultados evidenciam que a microbiota em áreas de manguezais responde à contaminação, tendo uma alta frequência de SRB e SOB, ressaltando, assim, a importância do ciclo do enxofre em ambientes de manguezais. / Mangroves are transitional environments between terrestrial and marine ecosystems, essential for the growth and development of many species with high ecological and economical interests. Despite its recognized importance, mangroves are constantly impacted by various pollutants, affecting its stability. These ecosystems are characterized as anaerobic, rich in sulfate and organic matter, where the microorganisms are essential to the nutrient cycling, particularly those involved in the sulfur cycle, where sulphate-reducing prokaryotes (SRP) appear as frequent and taking an important role. The present study showed that communities of archaea, bacteria and sulphate reducing bacteria (SRB) are abundant, diverse and responsive to state intervention of the mangrove. The abundance measured by qPCR showed that the quantities of archaea and bacteria increase with the contamination. The diversity studied by pyrosequencing of the 16S rDNA ribosomal gene indicated that these groups are diverse, showing Euryarcheota and Crenarcheota phyla of the domain Archaea, and Deltaproteobacteria and Gammaproteobacteria classes of the domain Bacteria, as the most frequent groups. The structure of these communities, as assessed by analysis of network, revealed that the microbiota responds to contamination, reducing and simplifying interactions in the higher contamination. The diversity of groups related with the sulfur cycle studied by DGGE (aprA and dsrB), pyrosequencing (dsrB) and GeoChip (aprA, dsrB) showed that Deltaproteobacteria, represented by orders Desulfobacterales and Desulfovibrionales, is a prevalent group in the sulfate reduction, while Gammaproteobacteria and Betaproteobacteria are frequent in the sulfur oxidation (sulfur-oxidising bacteria - SOB). The GeoChip (aprA, dsrB) was the only method that allowed to detect sulfate-reducing archaea (genera Archaeoglobus and Pyrobaculum), which is the first description of these organism on mangrove ecosystems. Thus, these results show that the microbiota in mangroves areas responds to contamination, having a high frequency of SRB and SOB, thus highlighting the importance of the sulfur cycle in mangrove environments.

Através de revisão bibliográfica e estudo experimental, o presente trabalho apresenta uma análise da influência de diversos parâmetros sobre a velocidade da reação entre minério de ferro e carbono, aglomerados na forma de pelotas auto-redutoras. Os parâmetros estudados foram: temperatura, tipo e quantidade de redutor, uso de adições, composição e vazão dos gases no recipiente de reação, tamanho da pelota. A técnica experimental consistiu em medi-se a velocidade de reação por análise termogravimétrica, complementada por análise do gás de saída e difração de Raios-X em pelotas parcialmente reduzidas. Verificou-se que o mecanismo controlador da velocidade de reação é determinado por um conjunto de parâmetros inter-relacionados, e que pode mudar o progresso de reação. A etapa química da reação é controlada pela gaseificação do carbono por CO2. Transporte de calor e difusão gasosa através dos poros da pelota exercem forte influência sobre a velocidade; os fatores que favorecem a influência de transporte de calor são: aumento de temperatura; aumento da reatividade do redutor; uso de catalisador; diminuição do diâmetro da pelota; início de reação; redução sob atmosfera CO/CO2 de composição próxima ao equilíbrio wustitaferro. A influência de difusão gasosa se faz sentir quando a reação é efetuada sob atmosfera de gás inerte, que penetra nos poros da pelota, diluindo a atmosfera CO/CO2 reinante no interior da mistura de partículas. Nessas condições, esta influência é maior quanto menor for a temperatura de reação, quanto menos reativo for o redutor, quanto menor for a pelota, e nos estágios finais de reação. Verificou-se ainda que parâmetros relacionados à composição das pelotas, bem como a temperatura do processo, tem grande influência sobre o comportamento dimensional dos aglomerados.Assim, pelotas com ganga básica (com carvão vegetal e adições básicas) tendem a inchar catastroficamente, ao passo que pelotas com ganga ácida (com coque ou carvão mineral como redutores) não apresentam este fenômeno. Microscopia eletrônica de varredura indicou a presença de ferro filamentar em pelotas que apresentaram inchamento catastrófico. Analisou-se ainda como a presença de matéria volátil no redutor afeta a cinética de reação e o comportamento dimensional das pelotas, e também sob que condições o ferro formado na redução catalisa a reação. / The factors that affect the rate of reaction between iron oxides and carbon were analysed by means of literature review and experimental investigation. The iron ore and the carbon were agglomerated in the form of self-reducing pellets. The investigated variables were: temperature, type and amount of redactor, presence of additives, gas composition and flow in the reactor vessel, and pellet\'s size. The experimental technique employed was thermogravimetric analysis, complemented by gas analysis and X-ray diffraction. It was shown that the rate control may change in the course of the reaction, and it depends on a number of interrelated varibles. The slowest reaction of the chemical step is the carbon gaseification by CO2. Heat transfer and gaseous diffusion through pellets pores play an important role in the rate; the factors that favours the heat transfer influence are: temperature increase, reducto\'s reactivity increase, the use of catalyst, pellet\'s size decrease, start up the reaction; reduction under CO/CO2 atmosphere near wustite-iron equilibrium. When the reaction is performed under inert gas atmosphere, gaseous diffusion through pellet\'s pores can dilute the CO/CO2 atmosphere prevailing in the pallet\'s core. Under these conditions, this effect is more pronounced for lower temperature, lower carbon reactivity, smaller pellets and at the end of the reaction. It was also found that variables related to pellet composition as well as process temperature greatly affect the pellet\'s dimensional behavior. In fact, pellets containing basic guangue (e.g.wood charcoal and/or basic additives) show catastrophic swelling; in contrast, pellets containing acid gangue (e.g. coke or coal) have good dimensional stability. Iron whiskers were observed with scanning electron microscope on pellets that swell catastrophically. The influence of reductor\'s volatile matter upon kinetics and dimensional behavior of pellets was also analysed as well as the catalysis of the reaction by the iron formed in the course of the reduction.

Os manguezais são ambientes de transição entre os ecossistemas terrestres e marinhos, essenciais para o crescimento e o desenvolvimento de muitas espécies de elevado interesse ecológico e econômico. Apesar de ter sua importância reconhecida, são constantemente impactados por diversos poluentes que influenciam sua estabilidade. Estes ecossistemas caracterizam-se por serem anaeróbicos, ricos em sulfato e em matéria orgânica, sendo os microrganismos fundamentais na ciclagem de nutrientes, em especial os envolvidos no ciclo do enxofre, onde os procariotos redutores de sulfato (sulphate-reducing prokaryotes, SRP) aparecem como um grupo frequente e com um papel preponderante. O presente estudo mostrou que as comunidades de arquéias, bactérias e bactérias redutoras de sulfato (sulphatereducing bacteria SRB) são abundantes, diversas e responsivas aos estados de intervenção dos manguezais. A abundância medida por qPCR mostrou que as quantidades de arquéias e bactérias aumentam com a contaminação. A diversidade estudada por pirosequenciamento do gene ribossomal 16S DNAr indicou que estes grupos são diversos, mostrando filos Euryarcheota e Crenarcheota do domínio Archaea, e os filos Deltaproteobacteria e Gammaproteobacteria, do domínio Bacteria, como grupos frequentes. A estrutura destas comunidades, avaliada por análises de co-ocorrência, revelou que a microbiota responde à contaminação, diminuindo e simplificando as interações, quanto maior for a contaminação. A diversidade dos grupos relacionados ao ciclo do enxofre, estudada por DGGE (aprA e dsrB), pirosequenciamento (dsrB) e GeoChip (aprA, dsrB), mostrou que a classe Deltaproteobacteria, representada pelas ordens Desulfobacterales e Desulfovibrionales, é o grupo prevalente na redução do sulfato, e as classes Gammaproteobacteria e Betaproteobacteria devem atuar na oxidação do enxofre (sulphur-oxidising - SOB). O GeoChip (aprA, dsrB) foi a única metodologia que permitiu detectar arquéias redutoras de sulfato (gêneros Archaeoglobus e Pyrobaculum), sendo esta a primeira descrição de tais organismos em ecossistemas de manguezais. Desse modo, estes resultados evidenciam que a microbiota em áreas de manguezais responde à contaminação, tendo uma alta frequência de SRB e SOB, ressaltando, assim, a importância do ciclo do enxofre em ambientes de manguezais. / Mangroves are transitional environments between terrestrial and marine ecosystems, essential for the growth and development of many species with high ecological and economical interests. Despite its recognized importance, mangroves are constantly impacted by various pollutants, affecting its stability. These ecosystems are characterized as anaerobic, rich in sulfate and organic matter, where the microorganisms are essential to the nutrient cycling, particularly those involved in the sulfur cycle, where sulphate-reducing prokaryotes (SRP) appear as frequent and taking an important role. The present study showed that communities of archaea, bacteria and sulphate reducing bacteria (SRB) are abundant, diverse and responsive to state intervention of the mangrove. The abundance measured by qPCR showed that the quantities of archaea and bacteria increase with the contamination. The diversity studied by pyrosequencing of the 16S rDNA ribosomal gene indicated that these groups are diverse, showing Euryarcheota and Crenarcheota phyla of the domain Archaea, and Deltaproteobacteria and Gammaproteobacteria classes of the domain Bacteria, as the most frequent groups. The structure of these communities, as assessed by analysis of network, revealed that the microbiota responds to contamination, reducing and simplifying interactions in the higher contamination. The diversity of groups related with the sulfur cycle studied by DGGE (aprA and dsrB), pyrosequencing (dsrB) and GeoChip (aprA, dsrB) showed that Deltaproteobacteria, represented by orders Desulfobacterales and Desulfovibrionales, is a prevalent group in the sulfate reduction, while Gammaproteobacteria and Betaproteobacteria are frequent in the sulfur oxidation (sulfur-oxidising bacteria - SOB). The GeoChip (aprA, dsrB) was the only method that allowed to detect sulfate-reducing archaea (genera Archaeoglobus and Pyrobaculum), which is the first description of these organism on mangrove ecosystems. Thus, these results show that the microbiota in mangroves areas responds to contamination, having a high frequency of SRB and SOB, thus highlighting the importance of the sulfur cycle in mangrove environments.