Em função das novas fronteiras exploratórias de petróleo, principalmente proveniente das reservas do pré-sal, as situações operacionais e condições de serviços estão se tornando cada vez mais severas (pressão, temperatura, composição dos fluidos, etc), exigindo o desenvolvimento de novos materiais e de novas tecnologias para a adequação de materiais tradicionais existentes, como o aço carbono, agregando-lhes novas propriedades e características, por exemplo, com o uso de revestimentos poliméricos. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e avaliar um projeto de uma válvula esfera industrial com todas suas partes internas revestidas, incluindo componentes internos, e realizar uma análise do processo de revestimento e validação do projeto final com os testes de desempenho realizados baseados na norma ABNT NBR 15827, com vistas a possibilitar a substituição de ligas metálicas nobres de alto custo (inconel, duplex, superduplex etc.), por aço carbono revestido. Inicialmente, foram realizadas alterações no projeto original da válvula esfera industrial de diâmetro 4‖ CL300 montagem tipo flutuante para tornar o projeto convencional em um projeto com revestimento interno. Na sequência, foram revestidas duas válvulas com o polímero etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE), e realizados ensaios de controle de qualidade durante as etapas do revestimento e ao final do processo. Após a montagem e testes iniciais funcionais e de vedação das válvulas, estas foram submetidas a teste de ciclagem e desempenho, com 1000 ciclos de abertura e fechamento com a pressão máxima de trabalho, sendo realizado monitoramento contínuo do torque de acionamento e pressão aplicada. Foram realizadas sete avaliações de integridade das vedações e do revestimento durante a ciclagem. Gráficos de ciclagem, pressão e testes de vedação foram gerados na etapa de avaliação de desempenho dos protótipos. Ao final dos ensaios os protótipos foram desmontados e uma avaliação dos componentes foi realizada, sendo observado apenas desgaste uniforme nas vedações e superfície de vedação da esfera e haste devido ao atrito gerado pela abertura e fechamento da válvula. Este desgaste não comprometeu a vedação das válvulas. Os resultados satisfatórios validaram o projeto e o processo de revestimento desenvolvido. / Due to new exploratory frontiers of oil, mainly from pre-salt reserves, the operational situations and service conditions are becoming increasingly severe (pressure, temperature, composition of fluids, among others), demanding the development of new materials and technologies to the suitability of the traditional materials, as the carbon steel, by adding them new properties and characteristics, for example, with the use of polymeric coatings. This paper has the objective of to develop and evaluate the project of an industrial ball valve, with all the inner parts coated, including internal components, perform an analysis of the coating and validate the final design process with performance tests conducted based on standard ABNT NBR 15827, with the objective of enabling the replacement of noble metal alloys of high cost (inconel, duplex, super duplex, etc.) by coated carbon steel. Initially, there were changes in the original design of industrial ball valve of a diameter 4‖ CL300 floating mounting type to turn the conventional project in a project with internal coating. Following, two valves were coated with the polymer ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE) and control quality tests performed during the stages of the coating and the end of the process. After the assembly and the initial functional tests and sealing of the valves, they were subjected to cycling and performance tests with 1000 cycles of opening and closing at maximum working pressure, being carried out continuous monitoring of the drive torque and pressure applied. Seven evaluations of the integrity of the sealing and coating were performed during cycling. Charts of cycle number, pressure and sealing tests were generated during the stage of evaluation of the prototype's performance. At the end of the testing, the prototypes were disassembled and a review of the components was conducted, being observed only the uniform wear on the seals and sealing surfaces of the sphere and the stem due to the friction generated by the opening and closing of the valve. This wear did not commit the seal of the valves. Satisfactory results have validated the project and the coating process developed.

Orientadora: Profa. Dra. Sônia Maria Malmonge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015. / As válvulas cardíacas garantem o fluxo unidirecional de sangue pelo coração, porém quando são acometidas por doenças podem perder sua função, sendo necessário substituí-las. Apesar das próteses atuais terem atingido níveis satisfatórios, elas apresentam limitações, como a impossibilidade de crescimento, problema crítico para pacientes pediátricos. A engenharia tecidual é considerada a grande promessa para estes casos, pois ela poderia produzir uma estrutura viva para substituir os tecidos lesados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um arcabouço para a engenharia tecidual de válvulas cardíacas, em especial a válvula aórtica, utilizando polímeros biorreabsorvíveis. Primeiramente, escolheu-se um design baseado nas válvulas biológicas comerciais, para o qual foi elaborado um modelo computacional 3D. A partir de revisão bibliográfica, materiais e técnicas de fabricação foram escolhidos como candidatos para a confecção do protótipo. As propriedades mecânicas destes materiais foram obtidas através de ensaios de tração e, com estes dados, foi realizada simulação computacional para verificar o desempenho da estrutura sob pressão sistólica. Com base nos resultados da simulação, o protótipo foi construído e testado em biorreator. A partir de seu desempenho hidrodinâmico foram feitas algumas adequações e outro protótipo foi novamente construído e testado. Os resultados mostraram que o a geometria final do segundo protótipo é adequada, visto que ele cumpriu sua função mecânica. As técnicas de fabricação escolhidas também foram adequadas para a manufatura do protótipo, apesar de ainda serem necessários alguns ajustes, sendo que os materiais suportam a pressão sistólica. No entanto, para confirmar a viabilidade do uso desta estrutura para a engenharia tecidual de válvulas cardíacas, é necessário realizar alguns outros testes, como o de hemólise. / Cardiac valves ensure unidirectional blood flow through the heart, but when they are affected by a disease they may lose their function, what demands their replacement. Despite the fact that the current substitutes have reached a satisfactory level, they still present limitations, such as the inability to grow, a critical problem for pediatric patients. Tissue engineering is considered to be the great promise for these cases, for it could produce a new living structure to replace the injured tissue. The aim of this work was to develop a scaffold for heart valve tissue engineering, in particular the aortic valve, using bioresorbable polymers. Firstly, a design based on the commercial biological valves was chosen and a 3D computational model was built. After a bibliographical review, materials and fabrication techniques were chosen as candidates for the prototype's manufacture. The materials' mechanical properties were obtained through tensile tests and, using this data, computational simulation was run in order to verify the structure's performance under systolic pressure. Based on the results of the simulation, the prototype was built and tested in a bioreactor. Based on its hydrodynamic performance, some adjustments were made and another prototype was built and tested again. Results showed that the final geometry of the second prototype is adequate, since the scaffold fulfilled its mechanical function. The chosen fabrication techniques were also adequate for the prototype's manufacture, even though some improvements still have to be made, and the materials can stand systolic pressure. Nevertheless, in order to confirm if this structure is really viable for heart valve tissue engineering, it's necessary to perform some other assessments, for example the hemolysis test.

Made available in DSpace on 2015-10-06T13:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:18:58Z : No. of bitstreams: 1 000848488.pdf: 370380 bytes, checksum: 756f85f63eff42e05e06180956448b65 (MD5) / A insuficiência cardíaca congestiva (ICC) é uma síndrome que leva ao inadequado suprimento sanguíneo tecidual por disfunção do coração, e é tratada com a administração de furosemida em bolus intermitentes (BI). Entretanto, estudos em seres humanos com ICC demonstraram que a furosemida em taxa infusão contínua (TIC) apresenta maior eficácia e segurança em relação à administração em BI. Portanto, o objetivo deste estudo foi comparar a eficácia do diurético furosemida em TIC e BI em cães com degeneração mixomatosa valvar mitral. Para este fim, o estudo incluiu 20 cães, entre 8 e 12 anos, com peso entre 8 e 15 kg, e ICC classes Ia, Ib e II - ISACHC, e o grupo controle. Para o tratamento TIC, os cães receberam 0.66mg/kg IV furosemida como uma dose de carga seguida de 0.66mg/kg/h durante 8 horas. No tratamento BI os cães receberam 3 mg/kg IV furosemida na 0 e 4 horas. Os cães foram submetidos a tratamento por TIC e 15 dias mais tarde, os mesmos cães foram submetidos a tratamento por BI. Para ambos os tratamentos, foi administrado o mesmo volume de fluido e a produção de urina foi quantificada a cada hora. A ingestão hídrica, densidade urinária, pH urinário foram avaliados por hora. As variáveis sanguíneas, hematócrito (Ht), hemoglobina (Hb), creatinina (creat), ureia, proteína total (PT), albumina (alb) e os eletrólitos sódio (Na), potássio (K), magnésio (Mg), cálcio (Ca) e fosforo (P) foram avaliados a cada 2 horas. O peso e as variáveis ecocardiográficas foram avaliados antes e depois do tratamento. A produção urinaria por hora (mL/kg/h) e total (mL/kg/8h) foi superior no tratamento TIC em todos os animais (p<0,05). Os parâmetros ingestão hídrica, densidade urinária, diferença de pH urinário, diferença de peso, Ht, Hb, ureia, creat e fósforo junto com as diferenças das variáveis ecocardiográficas não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos (p>0,05). A furosemida... / Congestive heart failure (CHF) is a syndrome that leads to inadequate blood supply to the tissue due to heart dysfunction and is treated with furosemide in intermittent bolus (BI). However, studies in humans with CHF showed that furosemide continuous rate infusion (CRI) showed better efficacy and safety for the administration in BI. Therefore, the aim of this study was to compare the effectiveness of the diuretic furosemide in CRI and BI in dogs with mitral valve myxomatous degeneration. To this end, the study included 20 dogs between 8 and 12 years old, weighing between 8 and 15 kg, and ICC classes Ia, Ib and II - ISACHC, and the control group. CRI for the treatment, the dogs received 0.66mg/kg IV furosemide as a loading dose followed by 0.66mg/kg/h for 8 hours. BI treatment the dogs received 3 mg / kg IV furosemide at 0 and 4 hours. The dogs were treated by CRI and 15 days later, the same dogs were treated by BI. For both treatments, the same volume of fluid and urine production was quantitated was administered hourly. The water intake, urine specific gravity, urine pH were evaluated per hour. The variable blood, hematocrit (Hct), hemoglobin (Hb), creatinine (creat), urea, total protein (TP), albumin (ALB) and electrolytes sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca) and phosphorus (P) were evaluated every two hours. The weight and Doppler echocardiographic variables were evaluated before and after treatment. The urinary output per hour (mL/kg/h) and total (mL/kg/8h) was higher in the treatment CRI in the control group and CHF class II (p <0.05). The water intake, urine specific gravity, urinary pH difference, weight loss, Ht, Hb, urea, creat and phosphorus parameters along with the differences in Doppler echocardiographic variables were not significantly different between treatments (p> 0.05). The furosemide continuous infusion rate has increased urine output in dogs with MMVD functional classes Ia, Ib, II and ...

Submitted by Allan Demétrio Sales de Lima Dias null (allan.demetrio@gmail.com) on 2016-10-07T18:29:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Allan.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-13T20:25:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dias_adsl_me_ilha.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dias_adsl_me_ilha.pdf: 5465196 bytes, checksum: 143e2c7ec7ff9f02db2c70094e3030ee (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na atualidade, um compressor precisa ter elevada eficiência para ser competitivo no mercado. Como o escoamento de refrigerante nas válvulas é uma das maiores fontes de perdas termodinâmicas, melhorias no seu projeto podem aumentar significativamente a eficiência do compressor. Simular computacionalmente válvulas de compressores utilizando modelos tridimensionais completos, além de computacionalmente caro, demanda muito tempo e, por essa razão, pesquisadores buscam metodologias simplificadas para realizar a tarefa de predizer a dinâmica das válvulas. Aqui avaliamos a aplicabilidade de um modelo híbrido para simular computacionalmente o comportamento dinâmico de um modelo frequentemente usado como válvula de sucção. Neste modelo, resolvemos o problema do escoamento tridimensional em regime transiente pela válvula aplicando o método de volumes finitos para escoamento compressível e isotérmico e a dinâmica da válvula usando um modelo massa-mola-amortecedor com um grau de liberdade. Comparamos os resultados do modelo híbrido com aqueles obtidos de um modelo tridimensional completo para a estrutura da válvula usando como parâmetros o tempo de processamento, deslocamento da válvula, força sobre a válvula e distribuições de pressão e de velocidade do escoamento. Validamos os modelos numéricos com resultados experimentais. A boa concordância entre os resultados indicam que a redução de tempo obtida pelo modelo híbrido é pequena (15% em média) e não justifica seu uso. / Currently, a refrigeration compressor must have high efficiency in order to become competitive in the market. Since the refrigerant flow through the valves is one of the largest sources of thermodynamic losses, improvements in their design can significantly increase the compressor efficiency. Computational simulations of compressors valves using - complete three-dimensional models, besides computationally expensive, is time consuming. For this reason, researchers always look for simplified methodologies for predicting the valves dynamics. Here, we evaluate the applicability of a hybrid model to computationally simulate the dynamics of a model frequently used as suction valve. In this model, we solve the problem of the three-dimensional unsteady flow through the valve by applying the finite volume method for compressible and isothermal flow and the dynamics of the valve by using a mass-spring-damper model with one degree of freedom. We compare the results from the hybrid model with those obtained with a complete three-dimensional model for the structure using as parameters the processing time, valve displacement, force acting on the valve, and pressure and velocity fields of the flow. We validate the numerical models with experimental data. The good agreement between the results indicates that the reduction of the processing time obtained by using the hybrid model is small (15% in average) and does not justify its use.

Orientador: Aparecido Antonio Camacho / Banca: Rosângela de Oliveira Alves Carvalho / Banca: Ronaldo Jun Yamato / Banca: Marlos Gonçalves de Souza / Banca: Júlio Carlos Canola / Resumo: A mensuração do volume atrial esquerdo (VAE) indexado a área de superfície corpórea (ASC) é obtido por meio do método biplanar de Simpson via ecocardiografia, e considerado um marcador prognóstico na avaliação da sobrecarga atrial esquerda nas cardiomiopatias e valvulopatias na medicina. Entretanto, nos cães com degeneração mixomatosa da válvula mitral (DMVM), valvulopatia caracterizada pela sobrecarga do átrio esquerdo (AE), a avaliação da sobrecarga atrial é realizada através da obtenção do diâmetro do AE e sua relação com o diâmetro da artéria Aorta (Ao) (AE:Ao), auxiliando na classificação da insuficiência cardíaca congestiva (ICC). Portanto, procurou-se mensurar os valores referentes ao VAE indexados à ASC de cães sadios e portadores da DMVM, utilizando o método biplanar de Simpson. Para isso, foram avaliados 107 cães sadios (controle) e 81 portadores da DMVM classes funcionais Ia, Ib e II da ICC (ISACHC), com o cálculo do VAE nos momentos da diástole (d) e sístole (s) atrial utilizando o método biplanar de Simpson. As imagens apicais quatro (4C) e duas câmaras (2C) foram obtidas por meio da ecocardiografia bidimensional via janela paraesternal esquerda (JPE) e direita (JPD) em todos os cães avaliados. Os valores referentes aos cães sadios foram correlacionados com o peso corporal utilizando o teste linear de Pearson e submetidos ao teste de normalidade estatística. Na comparação dos cães sadios com os portadores da DMVM, bem como entre as classes funcionais de ICC, utilizou-se análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey quando p<0,05. Os resultados demonstraram uma correlação alta e positiva das variáveis VAEd (r>0,77) e VAEs (r>0,73) com o peso corporal nos cães sadios, com posterior indexação dos valores na ASC e aprovação no teste de normalidade. Os valores obtidos utilizando a JPE e a JPD demonstraram diferenças significativas entre as janelas paraesternais. Já os cães ... / Abstract: The measurement of left atrial volume (LAV) indexed to body surface area ( ASC ) is obtained by the biplane Simpson method via echocardiography , and considered a prognostic marker in assessing left atrial cardiomyopathy and valvular heart disease in medicine . However , in dogs with myxomatous mitral valve (MMVD), valvular heart disease characterized by an overload of the left atrium (LA) , the assessment of atrial enlargement is accomplished by obtaining the LA diameter and its relation to the diameter of the aorta (Ao ) (LA:Ao) , assisting in the classification of congestive heart failure (CHF) . Therefore, we sought to measure the values for LAV indexed to ASC of healthy dogs and MMVD carriers using the biplane Simpson method. . Thus, 107 healthy dogs (control) and 81 patients with functional MMVD classes Ia, Ib and II of the CCI (ISACH) were evaluated by calculating the time of VAE in diastole (d) and systole (s) fibrillation using biplane Simpson's method. The framework (4C) and apical two-chamber images (2C) were obtained by two-dimensional echocardiography via left parasternal (JPE) in all dogs evaluated. The values for the healthy dogs were correlated with body weight using the Linear Test Pearson and submitted to statistical normality test. In comparison with healthy carriers of MMVD dogs, as well as between functional classes of ICC, we used analysis of variance (ANOVA) and Tukey's test at p<0.05. The results showed high positive correlation between LVAd (r>0.77) and LVAs (r > 0.73) variables with body weight in healthy dogs, with subsequent indexation of amounts on ASC and passing the normality test correlation. The values obtained using the JPE and JPD showed significant differences between the parasternal windows. The dogs with MMVD present significant differences (p<0.01) between functional classes Ib and II to the control group in LVAd/ASC ... / Doutor

A oscilação em malhas de controle é um problema frequente na indústria, atingindo cerca de 30% das malhas, entre as causas, o agarramento em válvulas de controle possui maior incidência. O agarramento é a resistência ao movimento da haste da válvula devido à presença de atrito estático, a combinação desse fator com a utilização de controladores com ação integral causa o ciclo limite no processo, onde a oscilação é mantida até que alguma ação seja tomada. A literatura apresenta diversos métodos para a detecção do agarramento, apesar disso, não existe método aplicável a qualquer tipo de processo que apresente resultado preciso, um dos principais problemas para a aplicação das técnicas é a presença de referência variável no sinal a ser analisado. A referência variável é uma característica comum dentro de processos industriais, principalmente para processos controlados por malha cascata ou que apresentam distúrbios externos. Para a identificação nesses casos, duas alternativas podem ser seguidas: criação de nova metodologia para a identificação do agarramento para sinais com referência variável ou a adaptação das técnicas existentes de modo que essas sejam aplicáveis a esse tipo de sinal, neste trabalho, as duas alternativas foram consideradas. Primeiramente, duas novas técnicas baseadas na forma do sinal foram criadas, a primeira diferencia o sinal pela inclinação dos picos e a segunda pela distribuição dos dados. Posteriormente, foi considerada a adaptação de quatro métodos de detecção já consolidados pela literatura e por suas aplicações industriais. A adaptação dos métodos é basicamente feita através do pré-processamento dos sinais de modo que esses sejam corretamente tratados antes da aplicação das técnicas de detecção. As duas alternativas foram aplicadas a dados simulados e industriais, comprovando a eficiente para a detecção em sinais com referência variável. / Oscillation in control loops is a frequent problem in industrial processes, reaching about 30% of the control loops, among the causes, stiction in control valves have the higher incidence. Stiction is the resistance to movement in the valve stem due to the presence of static friction, the combination of this factor with the use of controller with integral action induces the limit cycle, where the oscillation is sustained until some control action is taken. The literature presents several methods for stiction detecting. However, there is no universal method applicable for all process that produces accurate results. The main problems for the application of the techniques are the presence of variable reference in the signal to be analyzed. The reference variable is a common feature in industrial processes, especially for processes controlled by cascade loop or submitted to external disturbances. For stiction identification in these cases, two choices can be followed: a creation of a new methodology for the identification of stiction for signals with variable reference or the modification of existing techniques so that they could be applied to this type of signal. In this work, the two alternatives were considered. First, two new techniques based on the signal form were created, the first differentiates the signal by the slope of the peaks and the second by data segmentation. Later the adaptation of four detection methods already established in the literature and by its industry applications was considered. The adaptation is done by preprocessing the signals so that they are properly treated before application. The two alternatives were applied to simulated and industrial data, proving to be effective for the stiction detection of signals with variable references.

Motivada pelos inúmeros desafios relacionados à exploração de petróleo na região do pré-sal, onde o ambiente agressivo aliado com a grande profundidade são fatores sempre presentes, a busca por materiais alternativos para aplicações em válvulas ganhou destaque. As válvulas subsea, essenciais para projetos de exploração nestas áreas são consideradas um desafio ainda maior. Dessa maneira, estudos e ensaios de desempenho em revestimentos anticorrosivos orgânicos nesse ambiente tornam-se necessários. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão e ao desgaste do revestimento anticorrosivo orgânico ECTFE (Halar®) para a aplicação em válvulas industriais do tipo esfera para operações subsea, através da realização de ensaios em corpos de prova e em protótipos, perante as condições simuladas do ambiente agressivo na qual deverão operar em conformidade com o programa de qualificação do revestimento D-SMA/ING/SPF/TCNA-14-00047. Para a realização dos ensaios, foram projetados sistemas de tubulações fechadas (loopings), nos quais os protótipos foram instalados. Os parâmetros de testes estabelecidos, assim como os dados monitorados pelos sensores instalados, foram coletados durante todo o período de teste. Os ensaios definidos para a avaliação do revestimento orgânico em protótipos foram: ciclos de pressão, circulação sob vazão, circulação com água arenosa e ensaios de corrosão com e sem defeito imposto no revestimento. Complementarmente, corpos de prova em escala reduzida foram submetidos a ensaio de adesão e de fadiga. Os resultados obtidos foram conclusivos e o revestimento mostrou-se resistente às condições impostas aos protótipos, uma vez que não foram detectadas descontinuidades consideradas relevantes segundo os critérios de aceitação pré-estabelecidos em procedimento. / The search for alternative materials for applications in valves has been highlighted motivated by the numerous challenges related to oil and gas in the pre-salt region, where the aggressive environment combined with great depth are always present factors. The subsea valves, essential for exploration projects in these areas, are considered an even bigger challenge, thus, studies and performance tests on organic anti-corrosion coatings in this environment become necessary. The purpose of this study is to evaluate resistance to corrosion and wear of organic anti-corrosion coating ECTFE (Halar®) for application of industrial ball valves for subsea operations, by conducting tests on specimens and prototypes, under simulated harsh environment conditions in which they should operate in accordance with the coating qualification program D-SMA / ING / SPF / TCNA-14-00047. Closed pipes systems are designed (loops) for the carrying out of the tests, in which the prototypes were installed. The set of test parameters as well as the monitored data by installed sensors were collected during the entire test period. The defined tests for the evaluation of the organic coating in prototypes were: pressure cycles, flow rate circulation, circulation in soapy water and corrosion tests with and without defects imposed in the coating. In addition, reduced specimens were submitted to adhesion and fatigue tests. The results were conclusive and the coating was resistant to the imposed conditions on prototypes, since relevant discontinuities were not detected according to pre-established acceptance criteria for the procedure.

Nos últimos anos é notável a preocupação mundial com o controle de taxas de emissões fugitivas em equipamentos instalados na indústria do petróleo e gás. Os prejuízos com a perda de produção e impacto ambiental direcionam as empresas do segmento a buscarem projetos mais eficientes, principalmente com relação às válvulas industriais, que são equipamentos utilizados para gerenciamento de fluidos com a função de bloquear, direcionar ou controlar o fluxo de determinado produto fluente em uma planta industrial. As emissões fugitivas são vazamentos de produtos químicos, que se apresentam para atmosfera de forma inesperada ou indesejada em equipamentos. O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar um projeto de válvula industrial do tipo esfera para aplicações que requerem baixas emissões fugitivas. Inicialmente foram identificados e avaliados os requisitos apresentados na norma ISO 15848-1, quanto aos ensaios que devem ser executados em protótipo de válvula do tipo bloqueio para qualificação de projeto, onde foi possível elaborar um procedimento de ensaio. Foi realizado o dimensionamento dos sistemas de vedações para um protótipo de válvulas do tipo esfera, Top Entry, Trunnion, bitola NPS 4”, classe de pressão CL600, utilizando como padrões construtivos as normas API 6D, ASME B16.34 e ABNT NBR 15827. Fabricou-se um protótipo deste equipamento o qual foi utilizado na realização dos ensaios de qualificação do projeto. Foram realizados ciclos de abertura e fechamento do obturador da válvula, utilizando a pressão máxima de trabalho, conforme padrões construtivos e como fluido de teste foi utilizado o gás Hélio. Os ensaios foram realizados em uma câmara de ciclagem de válvulas instrumentada com um espectrômetro de massa de Hélio, onde foi possível monitorar e registrar os dados do ensaio, tais como: vazamentos, número de ciclos, pressão de teste, temperatura e torque durante os acionamentos da válvula. Os resultados obtidos com relação aos requisitos da norma ISO 15848-1 foram: número de ciclos 2500 atendendo a classificação CO3, classe de vazamento Classe B, temperatura de qualificação de -29 °C a 200 °C. Também foi realizado a qualificação Fire Test conforme norma ISO 10497 como complemento. Conclui-se que este trabalho atingiu os objetivos pré-estabelecidos quanto à homologação do protótipo e contribuiu com a preservação do meio ambiente, pois a concepção de projetos eficazes, que minimizam as taxas de poluição para a atmosfera, contribuí com a preservação dos ecossistemas. / In recent years is remarkable worldwide concern over control rates fugitive emissions in equipment installed in the oil and gas industry. The loss of production and environmental impact, leads segment companies to seek more efficient projects, mainly with respect to industrial valves, which are devices used for fluid management with the function to block, to direct or to control the flow of fluent product in an industrial plant. Fugitive emissions are leaks of chemicals which present themselves to atmosphere in a manner unexpected or undesired in equipment. The objective of this study was to develop and validate a model of industrial ball valve design for applications requiring low fugitive emissions. Initially were identified and assessed the requirements of ISO 15848-1 standard, how much to the appropriate tests to be executed on the prototype of block valve for qualification. It was possible to develop a test procedure. It was made the design of the seals systems for a ball valve prototype, type Top Entry, Trunnion, NPS 4", pressure class CL600. Was used API 6D, ASME B16.34 and NBR 15827 as construction standards. A prototype of this equipment has manufactured and used in the realization of design qualification tests. Were performed opening and closing cycles of the valve plug by using the maximum working pressure conform construction standards and was used Helium gas as test fluid. The tests were performed in a valve cycling chamber instrumented with a Helium mass spectrometer, where it was possible to monitor and record the test data as: leaks, number of cycles, pressure, temperature and torque for the valve actuators. The results obtained with respect to the ISO 15848-1 standard requirements were: number of cycles 2500 attending to CO3, classification leakage Class B, qualification temperature of -29 ° C to 200 ° C. It was also performed the qualification Fire Test ISO 10497 standard as a complement. In conclusion, this work has reached the pre-established objective about the approval of the prototype and contributed to the preservation of the environment, because the conception of effective projects that minimize pollution rates to the atmosphere, contributes to the preservation of ecosystems.

Este trabalho visou mostrar o desenvolvimento de um ventilador pulmonar mecânico, focando principalmente na parte de hardware necessária para que este equipamento pudesse funcionar. Ventilação mecânica é a modalidade da medicina mais importante no cuidado a pacientes criticamente enfermos. O ventilador é um equipamento utilizado principalmente em unidades de terapia intensiva, que basicamente coloca uma mistura de ar e oxigênio para dentro do pulmão de um paciente incapacitado de fazer isto naturalmente, quer seja por força de uma doença que o impossibilita de fazê-lo, ou por uma cirurgia, a qual impossibilitou o movimento do músculo do diafragma para que o ar entrasse no pulmão naturalmente. Este projeto cobriu uma descrição abrangente sobre este ventilador, sua transformação de ar comprimido e oxigênio provenientes de um cilindro em uma mistura controlada de fluxos que entra no pulmão para a inspiração de um volume, ou para atingir uma pressão determinada, e a saída desta mistura, mantendo no pulmão uma pressão também controlada. Foi desenvolvido um protótipo de hardware e firmware para este aparelho, e o intuito foi mostrar o processo de transformação da ideia inicial e as necessidades de projeto em um aparelho testado e certificado para uso no mercado. / This work aimed to present the development of a pulmonary mechanical ventilator, mainly focusing on the hardware part needed in order for this device to work. Mechanical ventilation is the most important medical mode concerning the care of patients that are critically ill. The ventilator is a device very much used in intensive care units (ICUs), and it basically delivers an air and oxygen mixture to the patients lungs that is normally unable to do so naturally, either because the patient is seriously ill that prevents him/her to do so, or due to surgery, in this case prevented the movement of the diaphragm muscle so the air could be naturally delivered to the lung. This work covered a comprehensive description about this ventilator, its transformation of compressed air and oxygen coming from a cylinder in a controlled mixture of flows that enters the lung for the inspiration of a volume, or to achieve a determined pressure, and the output of this mixture, maintaining a controlled pressure in the lung too. A hardware and firmware prototype was developed for this device. The aim was to show the transformation process from the main idea and the need for a project of a tested and certified device to be used in the market.

As válvulas de controle são os elementos finais da grande maioria das malhas de controle existentes na indústria. Além disso, sabe-se que o atrito pode causar variabilidade na malha em questão, o que geralmente é indesejável para o desempenho do processo. Ademais, cerca de 20 a 30% das oscilações nas malhas de controle são causadas por atrito ou histerese. Outro ponto relevante é que muitas vezes não é possível realizar a manutenção da válvula que esteja apresentando uma variabilidade considerável, já que muitas vezes não é desejado e nem possível parar o processo em questão para o reparo da válvula. Dessa forma, o estudo de métodos de compensação de atrito se faz necessário como uma maneira de melhorar o desempenho da malha de controle nesta situação até que seja feita a manutenção da planta industrial. Este trabalho apresenta controladores com compensação de atrito e analisa seu desempenho comparado com outros compensadores já conhecidos e amplamente utilizados, através de ensaios na Planta Piloto de Vazão da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. / The control valves are the final elements of most of the control loops in industry. Besides, the friction can cause variability in the process, which is an undesirable situation. Furthermore, about 20% to 30% of the oscillations in control loops are caused by friction or hysteresis. Another relevant fact is that much times it is not possible to make the maintenance of the valve that is under a considerable variability, because it is not desirable nor possible to stop the process to make the maintenance of the control valve. Thereby, studying friction compensation methods is necessary as a way to improve the control loop performance in this situation until the industrial plant maintenance is made. This dissertation presents controllers with friction compensation and analyzes its performances compared with other known and widely used compensators through experiments made at the Flow Pilot Plant of Polytechnic School of University of São Paulo.