DISSERTAÇÕES DEFENDIDAS EM 2022

AUTOR: ÁKILAS GIRÃO MODESTO

Título da Dissertação: AVALIAÇÃO DAS TÉCNICAS DE PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIE POR PISTOLA DE AGULHAS E JATEAMENTO ABRASIVO ÚMIDO PARA PINTURA DE VÁLVULAS INDUSTRIAIS (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 07 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Fernando Benedicto Mainier

Resumo: A corrosão tem sido um dos grandes responsáveis pelos prejuízos em empresas sujeitas a ambientes atmosféricos agressivos. No caso de indústrias da área de óleo e gás, próximas às regiões litorâneas, é comum o desgaste prematuro de estruturas e equipamentos. Dessa forma, soluções para melhorias na proteção anticorrosiva de materiais nessas áreas tem sido um desafio para o setor. Este trabalho realizou um comparativo entre duas técnicas de tratamento de superfície para pintura industrial com o intuito de encontrar a técnica mais resistente ao ambiente em que os equipamentos estudados estavam inseridos. Um experimento, utilizando as técnicas de tratamento mecânico com pistola de agulhas e com jateamento abrasivo úmido, foi realizado em uma unidade industrial de refino de petróleo com localização próxima à orla marítima. Válvulas industriais, presentes em tubulações da área onde foi realizado o experimento, foram utilizadas como corpos de prova. Parte das válvulas foram levadas para uma cabine para realização do tratamento de superfície, enquanto outra válvula, montada em uma tubulação que estava em operação, foi utilizada no experimento de campo. O estudo foi desenvolvido através da aplicação das duas técnicas obedecendo os cuidados e as exigências de segurança do ambiente industrial em que as válvulas estavam inseridas. Os resultados do experimento foram verificados, em um primeiro momento, logo após o tratamento da superfície e antes da aplicação da tinta. Observou-se no tratamento realizado com jateamento abrasivo úmido uma superfície mais limpa e isenta de óxidos incrustados do que a superfície tratada com a técnica de pistola de agulhas. Outros resultados também foram analisados durante a exposição dos corpos de prova, ao longo do tempo, após a aplicação da pintura. Percebeu-se, em um intervalo de dezesseis meses, que houve maior durabilidade, em relação ao aparecimento de pontos de corrosão na superfície, dos corpos de prova tratados com jateamento abrasivo úmido.

AUTOR: ELVANGER SANTOS CARDOSO

Título da Dissertação: ANÁLISE DA QUALIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA DO NAVIO DA MARINHA DO BRASIL (CORVETA CLASSE BARROSO – V34) E MÉTODOS DE MITIGAÇÃO BASEADOS EM FILTROS ATIVOS (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 17 de março de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Marcio Zamboti Fortes
Coorientador: Prof. Dr. Paulo Roberto Duailibe Monteiro

Resumo: Esta pesquisa, realizada por meio de uma metodologia quase experimental, tem como objetivo principal avaliar a qualidade da energia elétrica fornecida pelos Grupos Geradores instalados a bordo do Navio da Marinha do Brasil, denominado Corveta “Barroso”, a fim de propor soluções viáveis que possam contribuir para mitigar os efeitos indesejados causados pela instabilidade de tensão, corrente, frequência, fator de potência e injeção excessiva de componentes harmônicas nos sistemas de geração e distribuição do Navio. Com a finalidade de mitigar as distorções harmônicas no sistema elétrico de bordo e, consequentemente, compensar as distorções de corrente, a potência reativa e os desbalanços de corrente, decorrentes de cargas não lineares e, em particular, dos equipamentos mais críticos embarcados, tais como: Retificadores de 24 Vcc; Cargas Especiais (por exemplo, computadores, sensores, armamentos e radar); e Unidades Resfriadoras de Água (URA), foi proposta a implementação de um Filtro Ativo de Potência do tipo Paralelo (Shunt Active Power Filter – SAPF), baseado na Teoria da Potência Reativa Instantânea, conhecida também como IRP p-q (Instantaneous Reactive Power p-q), visto que, ao simular os sistemas de geração e distribuição no Simulink – ferramenta do MATLAB utilizada para simulação, modelagem e análise de sistemas dinâmicos –, verificou-se que as Distorções Harmônicas Totais de Corrente (DHTI ) foram mais significativas, quando comparadas com as Distorções Harmônicas Totais de Tensão (DHTV), ou seja, antes da atuação do SAPF, as DHTI e DHTv apresentaram valores iguais a 25,58 e 1,33%, respectivamente, enquanto, após a inclusão do referido filtro, tais resultados ficaram em torno de 0,50 e 0,02%, simultaneamente. Ao ser implementado o SAPF no sistema, observou-se que a eficiência, calculada a partir da razão entre o módulo da tensão de saída (Vo) e o módulo da tensão de entrada (Vi), não foi comprometida e se manteve, praticamente, constante (Vo/Vi = 436,01Ú450 = 0,9689 ou 96,89%), em relação ao valor encontrado sem a presença do filtro (Vo/Vi = 434,49Ú450 = 0,9655 ou 96,55%) e, sendo assim, houve um acréscimo de apenas 0,34% (diferença entre 96,89% e 96,55%). Após a atuação do filtro, o Fator de Potência Verdadeiro (FPV) do sistema também foi corrigido, de 0,80 para 0,97, resultando em uma melhoria de 21,25%. Considerando o SAPF operando na faixa de frequência compreendida entre 60 e 1.140 Hz (ou 1 ≤ h ≤ 19), a Distorção de Demanda Total (DDT) do sistema foi reduzida de 25,58% para 0,51%.

AUTOR: ÉRICK PINTO MOREIRA

Título da Dissertação: PROPOSIÇÃO DE FRAMEWORK PARA AVALIAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE RISCOS DE FALHAS RELACIONADOS À CORROSÃO EM TANQUES ATMOSFÉRICOS DE ARMAZENAMENTO DE PETRÓLEO E DERIVADOS (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 08 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Fernando Benedicto Mainier
Coorientador: Prof. Dr. Marcos dos Santos

Resumo: A atividade de armazenagem de petróleo e seus derivados é fundamental na cadeia produtiva da indústria de óleo e gás (O&G), na qual utiliza-se tanques atmosféricos, comumente construídos em aço carbono, para este fim. Ao longo da vida útil destes ativos a corrosão é um fator presente que, caso não controlada, gera riscos para os empreendimentos industriais onde os tanques estão presentes. Portanto, este trabalho tem por finalidade a proposição de um framework para avaliação de riscos relacionados à corrosão atmosférica em tanques de armazenagem, apresentando-o por meio de sua aplicação prática, utilizando-se de dados de tanques reais em conjunto com dados hipotéticos, de forma a se permitir a simulação do framework. Foi realizada uma análise bibliométrica acerca dos principais assuntos que fazem parte da base conceitual para o desenvolvimento da pesquisa e adotada uma abordagem multimetodológica, na qual foi utilizado o FRAM para a estruturação do problema, que em conjunto com a revisão bibliográfica serviu de base para a definição de critérios de avaliação. Foi aplicado o método ELECTRE-MOr, com o uso de dados referentes aos critérios definidos, que foram coletados num empreendimento real e, conjuntamente com dados hipotéticos, utilizando-se do software ELECTRE-MOr WEB os tanques foram classificados em três classes de risco. Os resultados da classificação trouxeram à luz condições de características semelhantes entre tanques classificados numa mesma classe, o que possibilitou a compreensão dos fatores que se mostram críticos para essa relação causal de falha e defeito oriundo do processo corrosivo atmosférico nestes ativos. Foi possível, com essa proposição e demonstração, afirmar que a utilização da pesquisa operacional (PO), por meio do método de apoio multicritério à decisão (AMD) selecionado, mostrou-se como uma alternativa interessante para a classificação de riscos proposta, possibilitando com que o estudo do framework seja aprofundado, com o objetivo de ser utilizado como um norteador de planos de inspeção e manutenção de ativos industriais.

AUTOR: GUILHERME ALVES FEIJÓ

Título da Dissertação: ESTIMATIVA DE PRODUTIVIDADE NO LANÇAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO COM OS MÉTODOS DE MONTE CARLO E HIPERCUBO LATINO (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 16 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Paulo Roberto Duailibe Monteiro

Resumo: Este trabalho propõe a aplicação dos métodos de simulação Monte Carlo e Hipercubo Latino como metodologia para estimar a Produtividade Global no processo de lançamento de condutores elétricos de diferentes diâmetros com base em pequenas amostras. O estudo foi realizado a partir de dados coletados durante a etapa de Construção e Montagem em duas Plantas Industriais, localizadas nas cidades de Três Lagoas-MS (Brasil) e em Huachipa-Lima (Peru). Através das informações obtidas diretamente das equipes de construção e montagem da empresa construtora, foram selecionadas amostras aleatórias e tratadas via simulação utilizando-se o software @Risk6, com o intuito de se avaliar a possibilidade destas apresentarem resultados semelhantes aos dados coletados em campo, tanto no Brasil quanto no Exterior. Os resultados do trabalho demonstram a viabilidade da aplicação dos métodos de simulação utilizados na estimativa da produtividade no lançamento de condutores. Foram geradas curvas de probabilidade acumulada para permitir a realização das leituras de produtividade otimista e pessimista em cada caso através das pequenas amostras coletadas, e não apenas a produtividade média, como é usual do mercado, com o intuito de fomentar às empresas com índices que podem permitir às mesmas a realização de ajustes na obra durante a realização do processo em questão e não apenas na sua conclusão.

AUTOR: GUILHERME CIRÍACO RIBEIRO

Título da Dissertação: ESTIMATIVA DE FAMÍLIAS DE MATERIAIS COM POTENCIAL DE REUTILIZAÇÃO DURANTE A RECICLAGEM DA FLOATING, PRODUCTION, STORAGE AND OFFLOADING – FPSO P32 (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 22 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Newton Narciso Pereira

Resumo: O descomissionamento de unidades de Exploração e Produção no setor de Óleo e Gás já é uma realidade no Brasil, uma vez que parte desta demanda se encontra em execução. Contudo, é um mercado ainda incipiente no país que está se estruturando. Com isso, notam-se algumas lacunas durante este processo, como por exemplo a destinação final de equipamentos de uma Unidade Flutuante de Produção, Armazenamento e Transferência descomissionada, e o potencial de reuso que estes materiais podem ter em seu fim de vida, trazendo à tona um mercado muito utilizado em outras indústrias, porém pouco explorado no setor de Óleo & Gás brasileiro: o mercado de reciclagem, reuso e remanufatura. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é estimar o potencial de reuso dos materiais a serem descomissionados, separando-os por famílias de equipamentos. A metodologia proposta é de método quali-quantitativo através da pesquisa documental do Programa de Descomissionamento de Instalações Marítimas da Plataforma P-32. Foi realizada uma análise dos equipamentos descomissionados desta unidade de Exploração e Produção, a partir do inventário de materiais. Sendo este detalhado de acordo com o sistema submarino e sistema de topside, através da divisão de nove famílias de equipamentos, apresentando perspectivas e discussões para a identificação das melhores alternativas de destinação e reciclagem destes materiais. Como resultado identificou-se nove famílias com potencial de reutilização no sistema topside, com 1.174 toneladas de equipamentos, além de 2.124 toneladas de materiais encontrados no sistema submarino, totalizando aproximadamente 3.300 toneladas de material que poderá ser reaproveitado no mercado nacional e internacional.

AUTOR: LEANDRO PEREIRA DA GAMA

Título da Dissertação: ANÁLISE DOS REGULADORES DE TENSÃO EM REDES COM ALTA PENETRAÇÃO DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA FOTOVOLTAICA: UMA PERSPECTIVA DO CONSUMIDOR INDUSTRIAL (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 06 de junho de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Paulo Roberto Duailibe Monteiro
Coorientador: Prof. Dr. Thiago Trezza Borges

Resumo: Este trabalho aborda os conceitos e as implicações da utilização da geração distribuída (GD) fotovoltaica nas redes elétricas de média e baixa tensão. Em particular, são avaliados os possíveis impactos causados aos reguladores de tensão e às indústrias de média tensão ao longo da rede de distribuição. Para isso, são apresentadas as principais normas e regulamentações que devem ser atendidas para a implementação dos reguladores de tensão, além dos principais parâmetros que servem de base para análise da qualidade de energia. Como objetivo primário, este trabalho visa analisar os impactos da penetração das GDs fotovoltaicas na rede elétrica de média e baixa tensão. O objetivo secundário visa analisar os impactos provocados pelas GDs aos reguladores de tensão instalados ao longo da rede, com a finalidade de melhorar a qualidade de energia, conforme as recomendações do PRODIST e os impactos causados pelas GDs nas indústrias. Tais verificações tornam-se ainda mais relevantes quando aplicadas em topologias complexa da rede, além da carência de adequações em vários centros urbanos ao longo dos anos. A análise considerou a variação do nível de geração das GDs em 2 cenários. Os cenários analisam a operação de 3 reguladores de tensão alocados ao longo da rede de distribuição e na qualidade da energia entregue em 3 indústrias. Para isso foram utilizadas simulações através do programa computacional OpenDSS. O primeiro cenário é realizado para verificação do comportamento dos reguladores, incluindo casos sem a penetração de GDs, e com penetração de GDs de 50 %, 70 % e 90 % em relação a capacidade do transformador. O segundo cenário visa avaliar o comportamento do OLTC (On-load tap changer) dos transformadores das indústrias, em rede sem GD e com GD, no que tange ao aspecto da manutenção e qualidade de energia entregue nas indústrias. Neste sentido, esse trabalho apresenta a análise dos parâmetros de qualidade de energia que são violados nas indústrias da rede de média tensão, pela inserção das GDs fotovoltaicas na rede de média e baixa. Os parâmetros avaliados são: tensão em regime permanente, fator de potência, desequilíbrio de tensão, perdas técnicas e fluxo de potência reverso. Tais análises foram realizadas utilizando o caso teste 8.500 barras do IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), disponível na biblioteca do OpenDSS.

AUTOR: LEONARDO PESSANHA DE AZEVEDO PEREIRA

Título da Dissertação: INFLUÊNCIA DO BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) NO DESEMPENHO DE PRAZOS EM PROJETO DE OBRAS INDUSTRIAIS (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 06 de junho de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Miguel Luiz Ribeiro Ferreira
Coorientador: Prof. Dr. Roger Matsumoto Moreira

Resumo: O objetivo deste trabalho é comparar o desempenho de prazo na elaboração de projetos de engenharia de dois empreendimentos que utilizaram a metodologia Building Information Modeling (BIM), com outros dois que não a adotaram. O foco do estudo é o processo de elaboração de projeto de fundações de bombas em obras industriais na área de refino de petróleo. Na realização da pesquisa, adaptou-se o Método de Estudo de Caso às condições da amostra estudada composta por obras concluídas, onde se utilizou como instrumentos de pesquisa: entrevistas presenciais com base em questionário semiestruturado e análise documental. Objetivando apoiar a análise qualitativa, realizou-se uma análise quantitativa dos dados de prazo de cada uma das etapas e do total do projeto. Nesta análise, avaliou-se os comportamentos dos prazos de cada uma das etapas e do prazo total dos projetos estudados, utilizando a simulação de Monte Carlo como ferramenta de apoio. Também se avaliou a existência ou não da influência entre os prazos de cada etapa entre si e com os prazos totais dos projetos, utilizando como instrumento de análise a correlação Spearman. A realização da análise quantitativa utilizou os recursos dos softwares @Risk 8.2 e StatTools 8.2 da Palisade Corporation. Ao contrário do que é amplamente mencionado na literatura, o estudo evidenciou, levando-se em conta as limitações da amostra estudada, que não houve redução de prazo de elaboração do projeto de engenharia, nas obras que utilizaram BIM em comparação àquelas que não empregaram esta metodologia.

AUTOR: LUCAS LEONARDO SANTOS DE OLIVEIRA

Título da Dissertação: PLANO DE GERENCIAMENTO DA CORROSÃO EM TANQUES ATMOSFÉRICOS DE ARMAZENAMENTO DE DERIVADOS DE PETRÓLEO (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 21 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Walber Paschoal da Silva

Resumo: A garantia da integridade de tanques de armazenamento em plantas industriais é de suma importância para evitar falhas que possam gerar impactos ambientais, financeiros e de segurança industrial. Tendo a corrosão como principal fator de preocupação na gestão de integridade desses equipamentos e o elevado custo associado aos impactos da corrosão na indústria, este trabalho tem por objetivo estruturar um plano de gerenciamento da corrosão em tanques atmosféricos de armazenamento de produtos derivados do petróleo. Para tanto, é utilizado o estudo de caso como procedimento de pesquisa, sendo realizado por meio de uma pesquisa da literatura relacionada à mitigação da corrosão nesses equipamentos, e de entrevistas semiestruturadas com responsáveis pela integridade e pela manutenção desses equipamentos, em empresas do setor. O produto final deste trabalho é um referencial teórico capaz de auxiliar os profissionais da área, por meio da apresentação estruturada dos procedimentos a serem utilizados para o gerenciamento da corrosão nos tanques de armazenamento, e das práticas aplicadas pelas principais empresas do setor de armazenamento de produtos derivados de petróleo.

AUTOR: PLINIO HENRIQUE RANGEL PECLY

Título da Dissertação: AVALIAÇÃO DA MICROESTRUTURA, DUREZA E RESISTÊNCIA À CORROSÃO POR PITES DA ZONA TERMICAMENTE AFETADA SIMULADA DOS AÇOS UNS S32205 E UNS S32750 (TEXTO COMPLETO)

Data da defesa: 21 de dezembro de 2022.
Orientador: Prof. Dr. Sérgio Souto Maior Tavares
Coorientador: Prof. Dr. André Rocha Pimenta

Resumo: Os aços inoxidáveis austeno-ferríticos UNS S32205 e UNS S32750, empregados neste estudo, possuem uma microestrutura na qual a composição de ferrita e austenita tem frações volumétricas próximas a 50 %. Todas as amostras ensaiadas foram produzidas pela técnica “Simulação Termomecânica Gleeble” adotando as temperaturas de pico: 800, 1000, 1200 e 1350 ºC, usando como base o modelo de transmissão de calor de Rykalin 2D. Estas temperaturas representam isotermas encontradas na zona termicamente afetada de juntas soldadas desses aços. Foram realizados ensaios de corrosão para o levantamento das temperaturas críticas de pite (CPT), conforme a norma ASTM G150. As CPTs dos aços inoxidáveis super duplex foram superiores às do aço duplex e as curvas contendo as médias das temperaturas para cada aço foram muito semelhantes. As temperaturas de 20 e 800 ºC apresentaram um modo ascendente, atingindo a temperatura máxima em 1000 ºC, havendo um declínio, a partir desta temperatura, até atingir a menor temperatura em 1350 ºC. Com as temperaturas de pico 1200 e 1350 ºC apresentando as menores CPTs, este fato pode estar relacionado com a presença de nitretos de cromo. Por outro lado, a temperatura de pico 1000 ºC, para ambos os aços, foi aquela onde foram obtidos os melhores resultados de CPT. Em função da alta à taxa de resfriamento encontrada na faixa t (12/8), nenhuma fase intermetálica, como sigma e chi, foi detectada nas amostras para ambos os aços. Isto era incialmente esperado, em função do baixo valor do aporte térmico estabelecido em 1,0 kJ/mm adotado na simulação de todas as amostras. Foi realizado o levantamento do balanço das fases austenita e ferrita empregando a norma ASTM E562 (técnica Grade de 36 pontos). Os valores médios encontrados para a ferrita, em todas as temperaturas de pico, variou de 37,9% a 61,9%. Estes valores se encontram dentro da faixa entre 30 a 65% estabelecida na literatura para o metal de solda e ZTA. Em relação ao ensaio de microdureza (HV0,0245), os valores encontrados na austenita foram superiores aos da fase ferrita, inclusive no metal base, para os dois aços investigados. Os valores médios de dureza (HV10), encontrados no aço superduplex foram maiores do que os do aço duplex para todas as temperaturas de pico, como esperado, mas os valores de microdureza da austenita e da ferrita variaram sem que se pudesse observar uma tendência nos resultados. No ensaio de dureza (HV10), pôde ser observado que os cps referentes às temperaturas de pico de 800 e 1350 ºC apresentaram valores de dureza maiores do que os cps de 1000 e 1200 ºC. Uma outra explicação, quanto aos piores valores de CPT, em ambos os aços relativos à
temperatura de pico 1350 ºC, foram os altos valores de dureza. Os valores de dureza e microdureza ficaram abaixo do que os valores máximos estabelecidos pelas normas ASTM A789 e ASTM A790. Dentre as quatro temperaturas de pico estudadas para ambos os aços, a de 1000 ºC apresentou os melhores resultados nos ensaios de corrosão e os menores valores de microdureza na austenita e ferrita.