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Boletim Técnico da Petrobras

Publicação:ABR /2012

Volume:55

Número:1

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Expediente, Apresentação e Sumário

O Prêmio Petrobras de Tecnologia é uma iniciativa desenvolvida em parceria com o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e tem como objetivos fomentar o envolvimento da comunidade de ciência e tecnologia nos temas tecnológicos mais relevantes para a Empresa e reconhecer a contribuição acadêmica para o nosso desenvolvimento tecnológico. Para registrar esta história de sucesso e reconhecimento, o Boletim Técnico da Petrobras (BTP) tem publicado números exclusivos com os trabalhos premiados nas suas diversas categorias. Os autores premiados são convidados a submeter o trabalho completo. Este número concentra os trabalhos referentes ao 4° Prêmio Petrobras de Tecnologia e ao 5º Prêmio Petrobras de Tecnologia Engenheiro Antônio Seabra Moggi, que gentilmente aceitaram o nosso convite para a publicação. Os leitores poderão apreciar os trabalhos de Adilson Candido da Silva, Daniel Prata Vieira e Pedro Wallace de Paula Amaral do Valle na categoria de Energias Limpas e Biocombustíveis; de Julio César Cuisano Egúsquiza, sobre redução de emissões em motor a óleo diesel; e de Jeovane Vicente de Sousa, que propõe ferramentas para avaliação de propriedades mecânicas em dutos. Esperamos que vocês possam se deleitar com a leitura deste volume. Atenciosamente, Comitê Editorial do Boletim Técnico da Petrobras.


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Desenvolvimento de um sistema de hardware e software otimizado para controle e gerenciamento de um macroindentador portátil para avaliação de propriedades mecânicas de dutos metálicos

A obtenção de propriedades mecânicas de dutos metálicos é de fundamental importância no que se refere à otimização de seu uso. Este fato torna-se mais relevante quando se trata de linhas, cuja documentação não é precisa ou inexiste. Convencionalmente, a obtenção destas propriedades é realizada por meio de ensaios destrutivos, tais como tração, impacto e fadiga. Todavia, a macroindentação, recente metodologia aplicada na determinação das propriedades mecânicas de materiais metálicos, surge como boa alternativa. O ensaio de macroindentação tem a vantagem de ser não destrutivo e poder ser realizado in situ. A macroindentação instrumentada é um ensaio baseado em múltiplas endentações em um mesmo local de penetração. Assim, com o monitoramento constante da carga e da profundidade de indentação, determina-se uma curva característica do ensaio. Da correlação entre os pontos desta curva e equações-modelo obtêm-se propriedades mecânicas, tais como: limite de escoamento, limite de resistência, dureza, curva tensão x deformação, coeficiente de resistência e expoente de encruamento. Este trabalho objetiva o desenvolvimento otimizado da interface entre os diversos elementos de instrumentação e controle de um equipamento de macroindentação e a viabilização de possíveis transferências de tecnologia para empresas do país. O sistema é conectado a um computador portátil, e as diversas rotinas computacionais permitem executar o ensaio de forma totalmente automatizada e segura.


Autores: Jeovane Vicente de Sousa, Alcimar Barbosa Soares, Sinésio Domingues Franco

Palavras-chave

instrumentação, controle, indentação esférica, propriedades mecânicas, dutos

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Economia de combustíveis e redução das emissões de um motor diesel consumindo gás natural

Neste estudo, os esforços foram concentrados em buscar o melhor desempenho e as menores emissões dos motores diesel/gás. Assim, são apresentados resultados experimentais, obtidos em dinamômetro de bancada, do desempenho e das emissões de um motor do ciclo diesel (turboalimentado e com intercooler), operando em forma reversível, como diesel/gás ou diesel original. Na operação diesel gás, foi avaliado o método da restrição parcial do ar de admissão, a fim de produzir uma mistura ar-gás efetivamente mais rica no interior dos cilindros. Os resultados obtidos mostraram reduções significativas do consumo específico dos combustíveis quando a vazão de ar foi diminuída. Quanto aos poluentes, o motor bicombustível com restrição do ar apresentou, para toda a faixa de operação analisada, uma notável redução dos hidrocarbonetos não queimados e do monóxido de carbono. Os níveis de óxidos de nitrogênio, porém, apresentaram certo incremento nas altas cargas do motor. Dessa forma, o método proposto possibilitou a obtenção de melhor desempenho do motor bicombustível com a redução dos principais produtos da combustão incompleta. Os ganhos foram mais acentuados em baixas cargas, com a mínima vazão do ar de combustão e máxima substituição de diesel por gás natural.


Autores: Julio César Cuisano Egúsquiza, Sergio Leal Braga

Palavras-chave

motores, diesel, gás natural, emissão , combustão

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Desenvolvimento de um reator robusto, prático e versátil para síntese supercrítica de biodiesel

Em 2010, a produção brasileira de biodiesel deverá superar 2 bilhões de litros, e o país tem potencial para se tornar líder mundial na produção do combustível. No entanto, há necessidade de desenvolver pesquisas em todos os elos da cadeia, para que o Brasil possa assegurar essa liderança entre os países produtores. No setor industrial, é preciso desenvolver tecnologias que simplifiquem o processo de produção, e o trabalho aqui apresentado representa uma contribuição nesse sentido. O objetivo é apresentar um modelo de reator robusto, prático e versátil, especialmente desenvolvido para o estudo da síntese de biodiesel em condições supercríticas, sem o emprego de catalisadores. O equipamento, além de possibilitar a pesquisa em uma ampla faixa de variabilidade dos parâmetros de processo, permite acompanhar a evolução de fases durante todos os estágios da reação, por meio de imagens fotográficas. Os bons resultados obtidos nos experimentos realizados e a ótima qualidade do biodiesel sintetizado com etanol hidratado são indícios de que a rota supercrítica pode ser encarada como uma alternativa tecnicamente viável para a produção de biodiesel também em escala industrial. Isto é especialmente verdade para empresas habituadas a processos que envolvam temperaturas e pressões elevadas, como a Petrobras.


Autores: Pedro Wallace de Paula Amaral do Valle, Vânya Márcia Duarte Pasa, Isabel Cristina Pereira Fortes

Palavras-chave

reator supercrítico, biodiesel, evolução de fases, etanol hidratado

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Obtenção de novos produtos a partir de glicerol residual da produção de biodiesel: utilização de Nióbia sintética como catalisadores na presença de H2O2 ou O2 atmosférico

O presente trabalho possui os seguintes objetivos: (i) síntese do catalisador ácido, Nb2O5, empregando rotas sintéticas inovadoras; (ii) modificação superficial da Nióbia, gerando espécies reativas e aumento de acidez; (iii) estudo da reação da Nióbia com glicerol comercial e residual proveniente da produção de biodiesel, com identificação dos produtos obtidos via espectrometria de massas com injeção por electrospray. As reações catalíticas foram estudadas empregando-se H2O2 ou O2 atmosférico como agentes oxidantes. Foi obtido um material com modificação superficial, cujo pedido de depósito de patente foi enviado ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) devido ao caráter inovador da síntese, com acentuado aumento nas propriedades catalíticas da Nióbia em reações de oxidação/desidratação do glicerol. Os testes catalíticos mostraram a formação de produtos com possíveis aplicações industrais importantes, tal como a acroleína, produzida pela dupla desidratação do glicerol. Além de apresentar-se como um catalisador versátil, a Nióbia é capaz de ativar agentes oxidantes tanto em fase líquida como em fase gasosa. Produtos que contêm nove carbonos também foram detectados, com a vantagem de apresentarem oxigênio como heteroátomo e grupos carboxílicos nas extremidades, podendo atuar como sequestradores iônicos em tubulações de extração de petróleo, evitando incrustações.


Autores: Adilson Candido da Silva, Luiz Carlos Alves de Oliveira

Palavras-chave

glicerol, Nióbia, acroleína

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Plataforma monocoluna geradora de energia limpa

A procura por fontes renováveis de energia é um assunto que está em grande discussão hoje em dia. Produzir energia sem prejudicar o ambiente é obter mais qualidade de vida e maior oferta de recursos básicos ao mundo. Os mares e oceanos possuem uma quantidade praticamente inesgotável de energia, disponível na forma de vento, correnteza, marés e ondas. Para a absorção da energia advinda das ondas, foi proposto um sistema que consiste em uma plataforma do tipo monocoluna com um cilindro localizado em seu moonpool. A incidência de ondas nestas unidades faz com que cada unidade responda com movimentos diferentes. Esta diferença é responsável por criar um movimento relativo entre as unidades, utilizado com o intuito de gerar energia por meio da atuação em um mecanismo hidráulico conectado através de turbinas a um gerador de eletricidade. Para o estudo da geração de energia, foi proposto um modelo computacional capaz de auxiliar nas fases iniciais do projeto, no qual é necessário definir, por exemplo, o dimensionamento das unidades, equipamentos e subsistemas. O modelo computacional do funcionamento do sistema foi desenvolvido em ambiente Matlab® e utilizou, como base para compor o equacionamento dinâmico do sistema, coeficientes obtidos com o código Wamit®. Neste modelo foi inserido o efeito da ancoragem e posteriormente o efeito do sistema hidráulico sobre o movimento das unidades. A partir deste modelo, foram projetados: a geometria das unidades, o sistema de amarração, o sistema hidráulico de conversão de energia, além de subsistemas como o conjunto de baterias responsável por armazenar parte da energia. O trabalho concluiu a etapa inicial de detalhamento do projeto de um sistema capaz de absorver energia das ondas, apresentando resultados positivos, que apontam a eficiência do uso desta fonte de energia.


Autores: Daniel Prata Vieira, Ana Luisa de Barros Orsolini, André Luis Condino Fujarra

Palavras-chave

energia limpa, plataforma monocoluna, energia das ondas

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