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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica, Com o crescimento da densidade populacional, o aumento da afluência de veículos aos grandes centros origina problemas a nível organizacional. Devido à escassez de espaços que permitem o estacionamento de veículos, o número de parques de estacionamento subterrâneos tem aumentado significativamente. Geralmente, estes parques são construídos debaixo de edifícios de habitação ou de edifícios comerciais, de modo a promover uma boa acessibilidade e comodidade aos utilizadores destes espaços. Apesar das diversas vantagens que estas construções proporcionam, algumas caraterísticas destas estruturas devem ser estudadas para evitar determinados problemas. Pelo facto destes espaços serem totalmente cobertos, a ocorrência de um incêndio pode dificultar a evacuação devido à grande libertação de fumo e à rápida subida da temperatura. O principal objetivo desta dissertação é efetuar a simulação CFD da desenfumagem de um parque de estacionamento subterrâneo totalmente coberto, no caso de ocorrer um incêndio, para prever o comportamento do escoamento e verificar se o processo é eficaz. Assim, o estudo efetuado foi dividido em duas etapas, uma sem a fonte de calor e outra com a implementação desta, para que nesta última o incêndio fosse representado. A ferramenta utilizada para realizar as simulações em questão foi o software Ansys Fluent. No que diz respeito aos parâmetros estudados, a análise do contorno de velocidade obtido permite prever o escoamento quando o sistema de desenfumagem é ativado. Os resultados relativos à temperatura representam o desenvolvimento do incêndio, sendo assim possível concluir que, para o caso definido, o sistema de desenfumagem é eficaz. No entanto, a alteração da representação do incêndio pode afetar a eficácia do sistema de desenfumagem em estudo., With the growth in population density, the increased affluence of vehicles to large centres causes organizational problems. Due to the scarcity of spaces that allow the parking of vehicles, the number of underground parking lots has been increasing significantly. Generally, these parks are built under residential or commercial buildings, in order to provide good accessibility and convenience to the users of these spaces. Despite the several advantages that these constructions provide, some characteristics of these structures should be studied to avoid certain problems. Because these spaces are completely covered, the occurrence of a fire can make evacuation difficult due to the large release of smoke and the rapid rise in temperature. The main goal of this dissertation is to perform a CFD simulation of the smoke removal of a fully covered underground car park, in the event of a fire, in order to predict the flow behaviour and verify whether the process is effective. Thus, the study carried out was divided in two stages, one without the heat source and another with its implementation, so that in the latter the fire is represented. The tool used to perform the simulations in question was the Ansys Fluent software. Regarding the parameters studied, the analysis of the velocity contour obtained allows the prediction of the flow behaviour when the smoke removal system is activated. The temperature results represent the development of the fire. It can therefore be concluded that, for this particular case, the smoke removal system is effective. However, changing the representation of the fire may affect the performance of the smoke removal system under study.

In this work, we implement models that are able to describe complex rheological behaviour (such as shear-banding and elastoviscoplasticity) in the HiGTree/HiGFlow system, which is a recently developed Computational Fluid Dynamics (CFD) software that can simulate Newtonian, Generalised-Newtonian and viscoelastic flows using finite differences in hierarchical grids. The system uses a moving least squares (MLS) meshless interpolation technique, allowing for more complex mesh configurations while still keeping the overall order of accuracy. The selected models are the Vasquez-Cook-McKinley (VCM) model for shear-banding micellar solutions and the Saramito model for viscoelastic fluids with yield stress. Development of solvers and numerical simulations of inertial flows of these models in 2D channels and planar-contraction 4:1 are carried out in the HiGTree/HiGFlow system. Our results are compared with those predicted by two other methodologies: the OpenFOAM-based software RheoTool that uses the Finite-Volume-Method and an in-house code that uses the Vorticity-Velocity-Formulation (VVF). We found an excellent agreement between the numerical results obtained by these three different methods. A mesh convergence analysis using uniform and refined meshes is also carried out, where we show that great convergence results in tree-based grids are obtained thanks to the finite difference method and the meshless interpolation scheme used by the HiGFlow software. More importantly, we show that our methodology implemented in the HiGTreee/HiGFlow system can successfully reproduce rheological behaviour of high interest by the rheology community, such as non-monotonic flow curves of micellar solutions and plug-flow velocity profiles of yield-stress viscoelastic fluids.

A rápida alteração do clima tem diversas consequências pelo mundo, inclusive nos grandes centros urbanos. Chuvas intensas, como as que ocorreram em diversos países, são relacionadas com danos na infraestrutura urbana e associados a riscos à sua segurança, tornando-se comuns no futuro, relacionados com alterações climáticas. A permeabilidade nos pavimentos rodoviários, particularmente nos pavimentos rígidos de drenagem que os compõem, assume um papel relevante em seu desempenho, influenciando aspetos como segurança e conforto na circulação dos veículos e a durabilidade da vida útil. O impacto da distribuição de permeabilidade de diversas misturas de betão drenante, teve como objetivo de otimizar uma mistura ideal para drenar a água segundos os requisitos técnicos normativos. Realizaram-se diversas misturas drenantes com diferentes razoes A/L (0.30;0.35;0.40), relacionando estas com os diferentes tempos de vibração (20; 40; 60 segundos) dos provetes submetidos a diversos ensaios e análises. A porosidade demostrou ter uma correlação com a escoamento da água, permitindo uma análise da relação entre a permeabilidade e a resistência a compressão do betão, de forma a justificar os requisitos técnicos de segurança, conforto e economia. A investigação destaca a forma de colmatar zonas défices de escoamento e prevenindo de uma forma os resultados das alterações climáticas., The rapid change in climate has several consequences around the world, including in large urban centers. Intense rains, such as those that occurred in several countries, are related to damage to urban infrastructure and associated with risks to its safety, becoming common in the future, related to climate change. The permeability in road pavements, particularly in the rigid drainage pavements that compose them, plays an important role in their performance, influencing aspects such as safety and comfort in the circulation of vehicles and the durability of the useful life. The impact of the permeability distribution of different draining concrete mixes, aimed to optimize an ideal mix to drain water according to normative technical requirements. Several drainage mixtures were performed with different A/L ratios (0.30;0.35;0.40), relating these to the different vibration times (20; 40; 60 seconds) of the specimens subjected to different tests and analyses. Porosity was shown to be correlated with water flow, allowing an analysis of the relationship between permeability and compressive strength of concrete, in order to justify the technical requirements of safety, comfort and economy. The research highlights how to fill runoff areas and prevent the results of climate change in a way., Este trabalho foi financiado pela Adenda nº 20 ao Protocolo de Cooperação Cultural, Científica, Pedagógica e Institucional entre a Universidade do Minho e a Universidade Nacional de Timor Lorosa'e.

Orientador: Prof. Dr. Luiz Fernando de Lima Luz Junior Coorientador: Prof. Dr. Éliton Fontana Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ. Defesa : Curitiba, 16/05/2022 Inclui referências: p. 79-88 Resumo: A água subterrânea é o recurso natural mais extraído do subsolo brasileiro, e esse recurso é utilizado para o abastecimento doméstico, indústria e agropecuária. Considerando o cenário atual de escassez hídrica, são de suma importância trabalhos que tem por objetivo a recuperação e preservação desse recurso. O TCE (tricloroetileno) é um solvente clorado, conhecido por sua toxicidade presente em muitos reservatórios de água subterrânea e, por tratar-se de um contaminante menos viscoso e mais denso que a água, alcança o substrato impermeável dos reservatórios permanecendo aprisionado no sistema de poros por anos ou décadas. A técnica de remoção do TCE estudada neste trabalho é a redução por nanopartículas de ferro zero valente. Neste caso o Fe0 atua como doador de elétrons para que o TCE se reduza a compostos menos nocivos e mais fáceis de serem removidos. E, tão importante quanto a redução do TCE por meio da reação química, são os distúrbios de pressão causados pela injeção da solução de nanopartículas e pelo gás que é um dos produtos da reação. Esses distúrbios são capazes de deslocar o TCE do interior dos poros facilitando a sua remoção posterior. Por meio de simulações de fluidodinâmica computacional, utilizando software livre openFoam, foi possível comprovar que o etileno, que é um dos produtos da reação de redução do TCE, é capaz de deslocar o DNAPL do interior dos poros. Por meio das simulações em duas dimensões obteve-se uma redução de 97% da saturação do TCE (temperatura de 25ºC e 1 atm) por deslocamento do contaminante para fora do campo de visão. Vale destacar também que as simulações realizadas apresentaram consistência com resultados experimentais realizados por outros autores. Além disso, avaliou-se também o comportamento do escoamento TCE - água em função do ângulo de contato TCE - água - parede dos grãos. Nesse caso, observou-se uma maior recuperação do TCE para a condição de drenagem do mesmo, com ângulos de contato de aproximadamente 140º. Abstract: Groundwater is the most extracted natural resource from the Brazilian subsoil, and this resource is used for domestic supply, industry and agriculture. Considering the current scenario of water scarcity, works aimed at the recovery and preservation of this resource are very important. TCE (trichlorethylene) is a chlorinated solvent, known for its toxicity present in many underground water reservoirs and, as it is a less viscous and denser contaminant than water, it reaches the impermeable substrate of the reservoirs, remaining trapped in the water system. pores for years or decades. The TCE removal technique studied in this work is the reduction by nanoparticles of zero valent iron. In this case, Fe0 acts as an electron donor so that TCE is reduced to less harmful compounds that are easier to remove. And, just as important as the reduction of TCE through the chemical reaction, are the pressure disturbances caused by the injection of the solution of nanoparticles and by the gas that is one of the products of the reaction. These disorders are capable of displacing the TBI from the interior of the pores, facilitating its later removal. Through computational fluid dynamics simulations, using openFoam free software, it was possible to prove that ethylene, which is one of the products of the TCE reduction reaction, is capable of displacing DNAPL from the interior of the pores. Through two-dimensional simulations, a 97% reduction in TCE saturation was obtained due to displacement of the contaminant out of the field of view. It is also worth noting that the simulations performed were consistent with experimental results performed by other authors. In addition, the behavior of the TCE - water flow was also evaluated as a function of the contact angle TCE - water - grain wall. In this case, there was a greater recovery of the TCE for its drainage condition, with contact angles of approximately 140º.

Dissertação de mestrado em Engenharia Civil, No século XXI, as alterações climáticas suscitam a incerteza sobre os fenómenos hidrológicos e as metodologias normalmente utilizadas para a estimação de caudais de cheia. Os eventos de cheia são um dos maiores fatores de risco associados às infraestruturas de drenagem rodoviárias, que terão inevitavelmente de ser adaptadas face às alterações climáticas, e as metodologias de estimação de caudais de cheia terão também necessariamente de ser adaptadas e/ou validadas para incluir os efeitos destas alterações, de forma a dar resposta aos novos desafios. Por um lado, o grande aumento populacional e a sua concentração em densos centros urbanos tem promovido um aumento expressivo da impermeabilização dos solos, levando a que numa mesma bacia hidrográfica, e para um mesmo hietograma de precipitação, os hidrogramas demonstrem tendência para maiores caudais instantâneos, que ocorrem num menor espaço de tempo. Por outro, há ainda a registar os efeitos das alterações climáticas que ainda não são totalmente conhecidos e que vêm colocar grandes pressões sobre o ciclo hidrológico natural e sobre o ciclo hidrológico urbano, como é o caso das alterações nos regimes de precipitação e noutros processos que levam à formação do associado escoamento superficial. Pela complexidade dos fenómenos envolvidos, no dimensionamento de obras hidráulicas de menor dimensão, são por vezes utilizados métodos simplificados para a estimação de caudais de cheia. Na presente dissertação são analisados os fatores condicionantes da formação de escoamento superficial e da geração de caudais de cheia, a sua influência na resposta de cheia das bacias hidrográficas e a sua importância na estimação de caudais e hidrogramas de cheia. Com base nestes resultados serão identificadas as virtudes, limitações e campos de aplicação dos métodos clássicos para a estimação de caudais de cheia, a partir da análise das metodologias de estimativa de caudais de cheia para o dimensionamento das passagens hidráulicas, já implantadas, para o restabelecimento das linhas de água naturais interrompidas pela via rodoviária, em diferentes casos de estudo. Foram estudados quatro casos, tendo-se verificado que não foram tidas em conta as últimas décadas de registos da precipitação, a variação no tempo e no espaço do coeficiente de escoamento, a variabilidade temporal e espacial da precipitação e a influência dos processos hidrológicos na resposta de cheia da bacia hidrográfica. Salvo um caso, todas as metodologias se basearam no Método Racional, pelo que, foi considerado o caudal de cheia centenária para o dimensionamento das passagens hidráulicas e não foi considerado o hidrograma de cheia das bacias hidrográficas. Assim, apenas num caso, por ter sido necessária a reabilitação de uma passagem hidráulica, foi depois efetuada a análise hidrodinâmica da bacia hidrográfica pelo Método do Hidrograma Unitário Sintético de SCS. A existência de mais (anos de registo de) dados hidrológicos, maior conhecimento dos fenómenos hidrológicos e novos modelos de simulação, alguns com software de acesso livre e de simples utilização, torna possível a complementaridade dos métodos simples com as abordagens de Simulação de Monte Carlo e de Simulação Contínua, para melhor representar a variabilidade da precipitação e a incerteza dos fenómenos hidrológicos., In the 21st century, climate change raises uncertainty about hydrological phenomena and the methodologies normally used for the estimation of flood flows. Flood events are one of the greatest risk factors associated with road drainage infrastructures, which will inevitably have to be adapted in the face of climate change, and flood flow estimation methodologies will also necessarily have to be adapted and/or validated to include the effects of these changes, in order to respond to the new challenges. On the one hand, the large population increase and its concentration in dense urban centres has promoted a significant increase in soil sealing, leading to a situation where, in the same catchment, and for the same precipitation hyetograph, the hydrographs show a tendency towards higher peak flows, which occur in a shorter period of time. On the other hand, there are also the effects of climate change that are not yet fully known and that put great pressure on the natural hydrological cycle and on the urban hydrological cycle, such as changes in precipitation regimes and other processes that lead to the formation of the associated surface runoff. Due to the complexity of the phenomena involved, simplified methods for the estimation of flood flows are sometimes used in the design of smaller hydraulic structures. In this dissertation the conditioning factors of surface runoff formation and flood flow generation, their influence on the flood response of catchments and their importance in the estimation of flow rates and flood hydrographs are analysed. Based on these results, the virtues, limitations and fields of application of classical methods for flood flow estimation will be identified, from the analysis of methodologies for estimating flood flows for the design of culverts, already in place, for the re-establishment of natural waterways interrupted by the roadway, in different case studies. Four cases were studied, and it was found that the last decades of rainfall data records, the variation in time and space of the runoff coefficient, the temporal and spatial variability of rainfall and the influence of hydrological processes on the catchment flood response were not taken into account. Except one case, all methodologies were based on the Rational Method, so the centennial flood flow rate was considered for the design of culverts and the catchment flood hydrograph was not considered. Thus, only in one case, as the rehabilitation of a culvert was necessary, the hydrodynamic analysis of the catchment was then carried out by the SCS Synthetic Unit Hydrograph Method. The existence of more (years of records of) hydrological data, greater knowledge of hydrological phenomena and new simulation models, some with free and simple to use software, makes it possible to complement simple methods with Monte Carlo Method and Continuous Simulation approaches, to better represent the variability of precipitation and the uncertainty of hydrological phenomena.

Orientadores: Vitor Eduardo Molina Júnior, Diego Samuel Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: A prevenção de danos constitui-se em um dos métodos mais eficientes por meio do qual pode-se diminuir a ocorrência e as consequências de alagamentos. Pode ser feita mapeando as áreas potencialmente inundáveis e provendo soluções de aviso de segurança em caso de acidente. Para realizar o mapeamento, o entendimento do processo de escoamento superficial da água é de grande importância. Neste contexto, esta pesquisa tem como objetivo entender o processo de escoamento da água por meio de modelagem e simulação de fluxos provenientes de extravasamento de um volume de água hipotético. Como estudo de caso, considerou-se um segmento do Rio Jaguari a jusante da Barragem do Município de Pedreira. Para isso, utilizou-se as equações bidimensionais de águas rasas propostas por Saint-Venant e o sistema Hec-Ras desenvolvido pelo HEC (Hydrologic Engineering Center). O método utilizado consistiu na realização de dois conjuntos de quatro simulações, variando o tempo de pico e volume da água liberado, e engloba atividades divididas em três principais fases: procedimentos gerais que envolvem a revisão bibliográfica, o levantamento de dados preexistentes e o processamento dos dados cartográficos; avaliação dos dados que consiste da validação dos produtos utilizados; integração dos dados que envolve o processamento destes no Hec-Ras e a realização das simulações. Como resultado foram obtidos mapas com áreas de inundação dos cenários simulados e dados referentes a área inundada Abstract: Prevention of damages is one of the most efficient methods by which one can decrease the occurrence and consequences of floods. Prevention can be done by mapping and providing safety warning solutions in the event of an accident. To carry out the mapping, an understanding of the surface water runoff process is of great importance. In this context, this research aims to understand the process of water runoff through modeling and simulation of flows from dams. As a case study, we consider a stretch of the Jaguari River downstream of the Pedreira dam. For this, it is used the two-dimensional shallow water equations proposed by Saint-Venant and the Hec-Ras system developed by the Hydrologic Engineering Center. The case studied consists of two sets of four simulations sets varying the peak time and released water volume and encompasses a set of studies divided into three main parts: general procedures, which involves the literature review, the survey of pre-existing data, and the processing of cartographic data; data evaluation, which consists of the validation of the collected data; data integration, which involves processing the data in Hec-Ras and Hec-Ras and performing simulations. As a result, a series of thematic maps with inundation areas were obtained for the simulated scenarios and data referring to the inundated area Mestrado Ambiente Mestre em Tecnologia CAPES 001

Nas zonas de transição de lagos pouco profundos para zonas húmidas registam-se frequentemente variações significativas de temperatura. Estas variações de temperatura induzem diferenças de densidade da água que originam correntes de densidade. Estas correntes podem ter um papel chave no transporte de nutrientes e poluentes, afetando o estado ecológico das massas de água. Portanto, a capacidade de transporte destas correntes é de grande importância na gestão de qualidade de água e segurança industrial. Neste sentido torna-se essencial caracterizar a dinâmica das correntes de densidade, nomeadamente quais as condicionantes que sustentam a estrutura do escoamento. Independentemente da causa das diferenças de densidade, as correntes de densidade apresentam uma estrutura definida por uma frente, um corpo, e uma cauda. No entanto, esta estrutura e as propriedades físicas que caracterizam a corrente podem alterar-se caso existam condicionantes externos como é o caso da vegetação. Assim, o objetivo principal desta dissertação é validar as simulações Large-Eddy de correntes de densidade sobre um cilindro. Os objetivos específicos são: (1) definir as principais fases características do desenvolvimento das correntes de densidade; (2) estudar a evolução da velocidade da frente da corrente, quando está envolvida a ação do cilindro; (3) caracterizar o campo de velocidades à escala do cilindro no plano horizontal e (4) analisar o entrainment provocado pelo cilindro. Nesta dissertação o modelo numérico será tratado por LES por comodidade de escrita. Na primeira parte deste estudo, apresenta-se o modelo numérico utilizado (LES). De seguida descrevem-se os ensaios experimentais, através da descrição da instalação, das condições dos ensaios laboratoriais e do processamento de dados, e realiza-se uma breve análise da sensibilidade da malha utilizada na simulação numérica. Relativamente aos ensaios experimentais, efetuaram-se para dois layouts diferentes. Estes realizaram-se também para dois valores de gravidade reduzida diferentes (ɡ0 ́ = 0.06 e 0.24) e foram gravados com uma câmara de alta velocidade para posterior análise. Após esta descrição dos ensaios experimentais, define-se os parâmetros a analisar para a caracterização do comportamento da corrente e para a determinação da influência dos fatores em estudo. Estes parâmetros são a evolução do campo de concentrações, a evolução da altura da corrente, a evolução da posição da frente da corrente, a evolução da velocidade da frente da corrente, os perfis de concentração, o campo e perfis de velocidade, e o entrainment do cilindro. Na parte final, analisou-se e avaliou-se o comportamento da corrente quando exposta a um obstáculo, representada na simulação 3D por um único cilindro centrado com o canal. Esta análise realizou-se através da comparação entre o modelo LES e os ensaios experimentais relativamente a todos os parâmetros definidos acima. Na análise dos dados utilizou-se o programa Matlab para identificar os vários parâmetros e caracterizar o escoamento através da análise do campo de concentrações, cinemática da frente da corrente e diluição da corrente. Conclui-se que uma forte componente de velocidade vertical é observada quando a frente da corrente atinge o cilindro, causada pelo efeito de bloqueio do cilindro. Conclui-se também, que o efeito do cilindro não é suficiente para provocar alterações significativas quer na forma macroscópica da estrutura da corrente, quer na evolução da posição e da velocidade da frente da corrente. Todos os casos investigados nesta dissertação demonstraram que o LES pode ser usado para descrever a interação do escoamento de correntes de densidade e estruturas cilíndricas. In the transition zones from shallow lakes to wetlands there are often significant variations in temperature. These temperature variations induce water density differences that give raise to density currents. These currents can play a key role in the transport of nutrients and pollutants, affecting the ecological status of water bodies. Therefore, the carrying capacity of these currents is important in water quality management and industrial safety. In this sense, it is essential to characterize the dynamics of density currents, namely which are the conditions that sustain the flow structure. Regardless of the cause of density differences, density currents have a structure defined by a front, a body, and a tail. However, this structure and the physical properties that characterize the current can change if there are external constraints such as vegetation. Thus, the main objective of this dissertation is to validate Large-Eddy simulations of density currents over a cylinder. The specific objectives are: (1) to define the main characteristic phases of the development of density currents; (2) study the evolution of the velocity of the current front, when the action of the cylinder is involved; (3) characterize the velocity field to the scale of the cylinder in the horizontal plane and (4) analyze the entrainment caused by the cylinder. In this dissertation the numerical model will be treated by LES for convenience of writing. In the first part of this study, the numerical model used (LES) is presented. Next, the experimental tests are described, through the description of the installation, the conditions of the laboratory tests and the data processing, and a brief analysis of the sensitivity of the mesh used in the numerical simulation is performed. Regarding the experimental tests, they were performed for two different layouts. These were also done for two different reduced gravity values (ɡ0 ́ = 0.06 e 0.24) and were recorded with a high-speed camera for further analysis. After this description of the experimental tests, the parameters to be analyzed are defined for the characterization of the behavior of the current and for the determination of the influence of the factors under study. These parameters are the evolution of the density current, the evolution of the current height, the evolution of the current front position, the evolution of the current front velocity, the concentration profiles, the field and velocity profiles, and the cylinder entrainment .In the final part, the behavior of the current was analyzed and evaluated when exposed to an obstacle, represented in the 3D simulation by a single cylinder centered with the channel. This analysis was carried out by comparing the LES model with the experimental tests for all parameters defined above. In the data analysis, the Matlab program was used to identify the various parameters and characterize the flow through the analysis of the concentration field, current front kinematics, and current dilution. It is concluded that a strong vertical velocity component is observed when the front of the current hits the cylinder, caused by the cylinder blocking effect. It is also concluded that the effect of the cylinder is not enough to cause significant changes either in the macroscopic shape of the current structure or in the evolution of the position and velocity of the current front. All cases investigated in this dissertation demonstrated that the LES can be used to describe the interaction of density current flow and cylindrical structures.

Orientador: Bruno Coraucci Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Mestrado

Orientador: Waldir Antonio Bizzo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: A tendência de utilização de incineradores no tratamento de resíduos, exige um melhor conhecimento desta técnica, principalmente no que diz respeito as emissões gasosas por eles produzidas. A câmara de combustão é a etapa responsável pela oxidação térmica dos gases produzidos pela volatilização dos resíduos. As condições típicas de operação desta câmara, alto excesso de ar e altas temperaturas, são ideais para a formação de NOx. Desta forma, foi estudado em uma câmara de combustão cilíndrica a influência da injeção de ar através de jatos com rotação na combustão e na emissão de gases de combustão. Através da variação do número de rotação foram construídas curvas relacionando diretamente as concentrações de saída dos gases com o número de rotação do escoamento. Foram também levantados perfis de temperatura e de concentração dos gases (02, CO e NOx) no interior da câmara para dois números de rotação em duas condições de temperatura. Os resultados permitiram verificar a influência do número de rotação na intensidade da zona central de recirculação, na concentração dos gases e consequentemente nos níveis de temperatura no interior da câmara. Verificou-se também que para um número de rotação menos intenso as flutuações de temperatura são maiores, o que causa uma maior taxa de formação de NOx do que o previsto pelo mecanismo do NOx térmico. Entretanto, o mecanismo do NOx térmico foi comprovado como sendo a rota principal de formação de NOx na câmara de combustão Abstract: The trend of utilization of incinerators on the wastes treatment demands a better knowledge about this technique, mainly its gas emissions. The combustion chamber is the responsible device for thermal oxidation of the gases produced by the waste volatilization. The typical parameters !Tom this chamber, high air excess and high temperature, are ideaIs to produce NOx. Then, it was studied in a cylindrical combustion chamber the influence of air injection by swirl jets in the combustion and related gas emissions. The NOx emissions !Tom the combustion chamber was correlated to the swirl number and it was obtained temperature and gas concentration (02, CO and NOx) profiles into the chamber for two swirl number and in two temperature conditions. The results showed the influence of swirl number on the central recirculation zone intensity, gas concentration and temperatures inside the chamber. For low swirl numbers, its was showed that the temperature tluctuations are higher than high swirl numbers, causing high rates of NOx formation. However, the NOx thermaI was proved to be the main route ofNOx formation into the combustion chamber Mestrado Térmica e Fluídos Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Anderson Batista do Nascimento Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Estudos sobre a infiltração de água no solo são importantes para a determinação do escoamento superficial direto e da recarga direta de aquíferos, essenciais para a quantificação dos recursos hídricos. O presente trabalho tem com objetivo estudar os processos de produção de escoamento superficial e recarga direta de aquíferos por meio de um lisímetro de gravidade com amostra indeformada em escala de campo ensaiado em laboratório. O lisímetro foi construído a partir da retirada de uma amostra de solo com 0,6 m de diâmetro e 1,7 m de profundidade. Os procedimentos de escavação, transporte e instalação do lisímetro foram realizados dentro de um período de 6,25 horas, tempo inferior à instrumentação de uma bacia. Foi observado um amalgamento da amostra após a cravação de 0,20 m; correspondente a 10,5% da altura total de cravação, que é compatível com índices obtidos de amostradores. Foram realizadas simulações de eventos chuvosos no topo da amostra, correspondentes a uma chuva intensa de tempo de retorno de 10 anos com intervalo de sete dias e as tensões mátricas antecedentes e decorrentes dos ensaios ao longo da profundidade foram monitoradas. Os eventos chuvosos ensaiados não produziram escoamento superficial direto, porém a capacidade de infiltração foi caracterizada. A partir da obtenção de curvas de retenção para a amostra, a recarga direta foi observada com menores valores em períodos de menor umidade que correspondem às maiores tensão mátricas encontradas (15 a 58 kPa). Os maiores valores ocorreram após os eventos de precipitação. As tensões mátricas antecedentes caíram até a faixa de 0,2 a 4 kPa durante os períodos de ensaios. O uso de lisímetro em laboratório não substitui a prática de instrumentação de bacias nem o uso de lisímetros em campo. Considera-se que o uso de lisímetro em laboratório acarreta em condições ainda artificiais principalmente de precipitação e escoamento superficial direto. Ainda assim, a experimentação de uma amostra de solo indeformado em escala vertical de campo em laboratório, de acordo com os resultados obtidos neste trabalho, representa de forma aproximada o comportamento real da infiltração, percolação e produção de escoamento superficial direto encontrado em um perfil litológico raso Abstract: Studies on water infiltration in soil are important for determining the runoff and direct recharge of aquifers, which are essential for the quantification of water resources. The goal of this work is to study the production processes of runoff and direct recharge of aquifers through a gravity lysimeter with undisturbed sample scale field tested in the laboratory. The lysimeter was constructed from the withdrawal of a soil sample with 0.6 m diameter and 1.7 m deep. The procedures for excavation, transportation and installation of the lysimeter were performed within a period of 6.25 hours, less time instrumentation of a watershed. We observed an amalgamation of the sample after the crimping of 0.20 m; corresponding to 10.5% of the total height of crimping, which is compatible with indices obtained from samplers. We simulated rainfall events on top of the sample, corresponding to an intense rain of turnaround time of 10 years with an interval of seven days and the tensions arising mátricas antecedents and tests along the depth were monitored. The rainfall events tested did not produce runoff, but the infiltration capacity was characterized. Upon obtaining retention curves for the sample, direct recharge was observed with lower values during periods of reduced moisture that correspond to higher voltage mátricas found (15-58 kPa). The highest values occurred after rainfall events. The voltages fell to background mátricas range of 0.2 to 4 kPa during periods of testing. The use of laboratory lysimeter does not replace the practice of instrumentation basins or the use of lysimeters in the field. It is considered that the use of lysimeter laboratory conditions still entails primarily artificial precipitation and runoff. Nevertheless, the experimentation of a sample of undisturbed soil at field vertical scale in the laboratory, according to the results obtained in this study represents an approximation of the actual behavior infiltration and seepage runoff production of a profile found in lithology shallow Mestrado Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais Mestra em Engenharia Civil

Orientador : Dirceu Brasil Vieira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: O escoamento superfiCi8I nas propriedades agrIcOlas e mn serio problema na pOlUição -dos mananciaiS. -Geralmente, as propriedades adotam -o mstema -de irrigação por aspersão, ~endo que neste. o retomo de água é ainda maior. O escoamento superficial leva para o rio, defensivos agrícolas e também sedimentos, podendo alterar as características do mesmo. O presente trabalho teve por objetivo, detemiinar o grau de contribUição do excedente da agua de retomo da Irrigação -do moranao na poluição -dos mananciàis -de água -em -relação aos parâmetros -de -qualidade -da água (pH, OD, Alcalinidade, Dureza. Condutividade Elétrica, Turbidez. Sólidos Totais. Sólidos Totais Fixos, Sólidos Suspensos Totais, Sólidos Suspensos Fixos, DQO, DBO, Nitrogênio Amoniacal, Nitrato, Nitrlto e Fosforo Tot8I). b estudo foi conduZido em mananCiais diferentes de quatro propriedades localizadas na -região -de Atibaia. maior produtora -de morangos -do -estado -de São Paulo, sendo que o sistema de irrigação utilizado nas propriedades é o de aspersão convencional. Verificou-se ao final do estudo, que alguns parâmetros tiveram um aumento significativo durante o perlodo de momtoração (condutiVidade eletrlca. sóiidos em suspensão, etc), mostrando o potencial poluidor -do -escoamento ~cial -e indicando -que -o -estudo -desse tipo -de -efluente deve ser monitorado para que não ocorram maiores problemas em relação à biota aquática Abstract: The runnofI in the fimn is the serious problem in the river pollution. Generally, the fanns use the sprinlder irrigation, however the V'o-ater retum is still more. The runnoff transport from the river, pesticide and sediments too, changing the feature of the river. The present work had as an objective, to determine the degree of runnoff contribution of strawberry irrigation in the pollution of the river into relation parameters of water quality (pH, OD, Alkalinity, Hardness, Electrical Conductivity, Turbidity, Total Solids, Total Fixed Solids, Wastewater Suspended Solids, Fixed Solids, COD, BOD, Ammonia Nitrogen, Nitrate, Nitrite, Total Phosphorus). The research was realize in differents rivers at four farms locate in the region of Atibaia, the biggest producer of strawberries in the state of São Paulo and the irrigation system to used is the conventional sprirJder. 1t ""'aS verifica te in the end of study, that some parameters had a significant increase during the monitoring period (electrical conductance, suspended solids, etc) is showing the potentiaJ of pol1ution of runnoff and is suggesting that the work this kind of eftluent should be monitoring for that not happen more problem in relation of aquatic biota Mestrado Saneamento Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Cesar Costapinto Santana Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: A industria química e também a área de prospeção de petróleo utilizam freqüentemente muitas suspensões sólido-líquido de comportamento reológico não-newtoniano com tensão residual, que é um valor crítico abaixo do qual o fluido escoa sem deformação. Essa característica exige o uso de modelos reológicos mais sofisticados para descrever o seu comportamento fluido-dinâmico. As circunstâncias normalmente verificadas na prática requerem que as correlações usadas para descrição do fenômeno acima citado sejam capazes de prever o comportamento do escoamento abrangendo as condições dos regimes laminar, transição e turbulento. O presente trabalho apresenta uma formulação matemática que visa obter correlações que atendam a necessidade das aplicações práticas. Para tanto, realizou-se o estudo detalhado da utilização de um modelo reológico a três parâmetros( Modelo de Robertson & Stiff) para a análise do escoamento anular em tubulações, tendo sido elaboradas novas definições de números de Reynolds e de Número de Hedstrom. Para o escoamento laminar são apresentadas correlações para o coeficiente de atrito em função do Número de Reynolds de Robertson & Stiff, contendo um parâmetro adicional que considera a influência da tensão residual. Nessas correlações tembém estão incluídos parâmetros constantes para cada geometria de escoamento. Na região de escoamento de transição, o trabalho apresenta uma formulação matemática inédita, utilizando o modelo reológico de transição ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Several solid-liquid suspensions frequently encountered in chemical industry and also in oil well drilling operations exhibit a non-Newtonian behavior with an yield stress, a critical value of stress below which they do not flow. Due to the real conditions usually verified, it is important to master calculations techniques involve the laminar also the transitional and turbulent flow regimes. This thesis consists of an unpublished work presenting an inedit mathematical formulation in order to propose correlations of practical use. The realized study of the annular flow between concentric pipes was based on Robertson and Stiff¿s rheological model, which is a three parameters equation, and on new definitions of Reynolds and Hedstrom numbers. The proposed correlations to the factor friction to Robertson and Stiffi¿s Reynolds number in laminar flow involves one additional parameter considering the yield stress effects and a second one including also he flow geometry. The transitional flow study resulted in a inedit theorical formulation usisng Robertson and rheological model that enables the transitional point or region prediction. This procedure led to a system of highly non-linear equations and its numerical model that enables the transitional point or region predction. This procedure led to a system of highly non-lnear equation and its numericar solution is presented in a table ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientador: Evaldo Miranda Coiado Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: Nos cursos de água natural caracterizados como escoamentos em superfície livre, diversos elementos causam resistência ao processo de escoamento e promovem a perda de energia, destacando-se a rugosidade do leito e margens, o transporte de sedimentos e as deformações no leito do rio. Neste trabalho foram considerados os efeitos que o transporte de sedimentos causam na resistência ao escoamento, tendo em vista que a mobilidade de sedimento altera a geometria do leito e a rugosidade da seção do no. Para isto foram feitas medidas hidrométricas esedimentométricas numa seção localizada em um trecho reto do rio Atibaia, no distrito de Sousas, município de Campinas-São Paulo. A partir dos dados de campo, estudo da resistência ao escoamento foi feito utilizando-se de equações empíricas, métodos de resistência global e métodos que utilizam o desdobramento da resistência ao escoamento. Estabeleceram-se relações entre os coeficientes das principais equações de resistência (logarítmicas e exponenciais) e a vazão líquida, a concentração de sedimentos em suspensão e o diâmetro do material que constitui o leito do rio. Foi possível indicar aquelas que mais se ajustam ao caso estudado. Espera-se que de uma forma em geral, esta pesquisa realizada no rio Atibaia contribua no sentido de auxiliar como parâmetro em futuras obras hidráulicas, bem como para análises das ações antrópicas do homem na bacia hidrográfica contribuinte Abstract: In the alluvial streams characterized as flow on free surface, several elements induce resistence to the flow process and promote 1055 of energy, distinguishing the roughness of the river bed and boundary, the sediments transportation and the ondulations on the river bed. In this work, it was considered the effects that the sediments transport induces in the resistence to the flow, having in mind the sediment mobility changes the geometry bed and the roughness of the river section. For this, hydrometrics and sediment measuraments were made in a river section located in the straight part of river Atibaia in the district of Souzas, in Campinas city, São Paulo. From the field data, researches on the resistence to the flow were made applying the empiric equations, methods of general resistence and methods that apply the resistence development to the flow. It was set up relationships between the coefficients of the main equations of resistence (Logarithmic and exponential) and the discharge, the sediments concentration in suspension and the diameter of the material which constitute the river bed. It was possible to show the ones which. more adapt to the case studied. It is hoped for that in a general way, this research made in Atibaia river contribute in a way to help, as a parameter, in future hydraulics works, as well as to analysis of antropic actions of man in the contributor hydrographic basin Mestrado Recursos Hídricos e Saneamento Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Antonio Carlos Bannwart Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Desenvolve-se neste trabalho um estudo a respeito dos fenômenos de escoamento envolvidos nas operações de "jet-lifting", objetivando reduzir o consumo de nitrogênio, maximizar o volume de fluido recuperado e diminuir o tempo de operação. Concebeu-se e foi construída uma coluna de testes, composta de um tubo de produção de 0,062 m DI (2,441 pol) e um "flexitubo" de 0,0254 m DE (1,0 pol) , interno ao primeiro, que procura simular a situação real de operação do "jet-lifting". Determinou-se experimentalmente, os fatores de fricção monofásicos para o escoamento de ar e de água em geometria anular, assim como o fator de fricção para o escoamento de ar no interior de tubo flexível. Para este estudo, foi calculada analiticamente a tensão de cisalhamento média nas paredes de um anular excêntrico. Elaborou-se um modelo numérico baseado na equação do balanço da quantidade de movimento, que procura simular o comportamento do sistema, na determinação das vazões de líquido recuperado. Na análise do escoamento bifásico vertical ascendente, foram utilizados os modelos propostos por Caetano[10], para o cálculo das frações volumétricas médias de líquido e gradientes de pressão e por Zubler & Findlay[70] , para o calculo das vazões de líquido. Da comparação entre os dados obtidos, concluiu-se que o modelo teórico empregado apresenta uma boa concordância com os dados experimentais Abstract: This work presents a study about the flow phenomena in jet-lifting with the purpose to reduce the nitrogen consumption, to maximize the fluid recovery and to reduce the operation time. A column of tests was designed and built, with a external 2.441 in 1D tubing pipe and a internal 1.0 in OD coiled tUbing, simulating the real situation of the jet-lifting operation. The Fanning friction factor was experimentaly determined for one-phase flow of water, one phase of air and two-phase air-waterin the anular geometry. A numerical model was developed in order to compare theoretical with experimental results Mestrado Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Jose Teixeira Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: A atividade agrícola é desejada pela sociedade. No entanto, gera como sub-produto, a erosão acelerada do solo, tomando-se uma fonte de poluição dos corpos d'água via sedimentos e elementos químicos arrastados. Esses processos erosivos comprometem os recursos hídricos a partir da geração de cargas difusas, afetando diretamente a qualidade da água. O uso de modelos empíricos para avaliação de perdas de solo pode dar indicações do potencial de degradação da qualidade da água de bacias hidrográficas. O objetivo desse trabalho foi a avaliação das Áreas de Alto Risco Potencial para Formação de Cargas Difusas (Método I) e a determinação das Áreas Susceptíveis à Perda de Solo (Método 11). Para determinação dos métodos foram utilizados dados de: solo, relevo, potencial natural de erosão (PNE), aptidão agrícola das terras, caracterização do manejo e da tolerância de perdas de solo. O Método I teve como base: Potencial Natural de Erosão (PNE); Aptidão Agrícola das Terras; e Plano de Avaliação dos Procedimentos Agrícolas. A partir dessas três cartas foi gerada a carta das Áreas de Alto Risco Potencial para Formação de Cargas Difusas na Bacia do Ribeirão dos Marins - Monjolinho. O Método 11 levou em consideração a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS). Aonde foram analisados três cenários: Cenário 1 - considerando as práticas conservacionistas atuais da área; Cenário 2 - considerando que a área não possuía nenhuma prática conservacionista, plantio morro abaixo; e o Cenário 3 - com prática conservacionista em área total, cordões de vegetação permanente. Neste método as taxas de perdas de solo foram analisadas em tfhalano e em mm/célulalano. Posteriormente foram analisadas as áreas susceptíveis à perda de solo, por meio da metodologia de tolerância de perda de solo. Os resultados mostraram que a cultura da cana-de-açúcar foi predominante na área em estudo (42,2%), seguida pela pastagem (37,8%). O potencial moderado a forte do PNE se restringiu a 0,9% da área e o potencial forte foi nulo; a adequação do uso do solo foi considerada como sobre-utilizada em 6,4% da área. A perda média de solo, pela EUPS, foi em tomo de 1 tfhalano em 61,1 % da área da bacia. No Método I, as áreas de alto risco potencial para formação de cargas difusas representaram 7,5% da área total e no Método 11 as áreas críticas susceptíveis à erosão representaram 11,3 % da área total. No cruzamento dos dois métodos, ambos, combinaram em 84,6%. Sendo que 80% da área foi classificada como áreas não críticas ou sem potencial de formação de cargas difusas e 4,6% como áreas críticas ou com alto risco potencial de formação cargas difusas. Os métodos proporcionaram indicações fundamentais para avaliação do estado potencial de formação de cargas difusas, altamente impactantes na qualidade das águas das bacias hidrográficas Abstract: The agricultural activity is aspirated by the society. However, it generates as by-product the sped up erosion of the soi!, becoming a source of pollution for water bodies by dragged sediments and chemical elements. These erosive processes compromise the water resources through diffuse load generation, direct1y affecting the water quality. The use of empirical models to evaluate soi! losses can give indications of the potential degradation of the water quality. The goal of this work was to evaluate Areas of High Potential Risk of Non Point Source Pollution Formation (Method I) and to determine Areas of Soil Loss Susceptibility (Method 11). The methods were determined using data related to: soi!, relief, natural potential of erosion, agricultural aptitude of lands, characterization of management practices and soil loss tolerance. To complete Method I, the following information was used: Natural Potential of Erosion (PNE); Agricultural Aptitude of Lands; and Assessment Plan of Agricultural Procedures. These three maps generated the map of Areas of High Potential Risk for Diffuse Load Formation in the Ribeirão dos Marins watershed - Monjolinho. To complete Method 11, the Universal Soi! Loss Equation (USLE) was applied. In this case three situations were analyzed: 1 - Considering the current best management practices used of the area; 2 - Not considering the current best management practices used in the area; 3 - Considering the application of best management practices in the whole area. In this method the rates of soil losses had been analyzed in t/ha/year and mm/cells/year. Later the areas susceptible to soi! losses were analyzed by means of a soi! loss tolerance methodology. Results showed that sugarcane is the predominant culture in the study area (42,2%), followed by pasture (37,8%). The moderate to strong potential PNE was restricted to 0.9% of the area and the strong potential was null; the adequacy of land use was considered as over-used in 6,4% of the area. The average soi! loss, according to USLE, was around 1 t/ha/year in 61,1 % of the basin. In Method I, the areas of high potential risk of non point source pollution formation equal 7.5% of the total and in Method 11 the critical areas, susceptible to erosion equal 11,3 % of the total. In the crossing of the two methods, there was agreement in 84,6% of the total area; 80% were classified as non-critical areas (without potential for diffuse load formation) and 4.6% were classified as critical areas (with high potential risk of diffuse load formation). The methods had provided substantial indications for assessment of the potential of formation of non point source pollution, which causes detriment ofthe water quality in watersheds Mestrado Água e Solo Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Eugenio Spano Rosa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Osvair Vidal Trevisan Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: As operações de Acidificação de Matriz são usadas com freqüência para remoção do dano à formação causado por partículas sólidas de minerais que obstruem parcialmente o espaço poroso nas proximidades do poço. A cinética da reação química entre o ácido e os minerais da rocha é bastante sensível à temperatura na qual a reação se desenvolve. A temperatura do ácido na zona injetora depende dos fenômenos de transferência de calor que ocorrem no interior da coluna de injeção e no reservatório submetido à injeção do ácido. Normalmente utiliza-se pequenos volumes de ácidos bombeados com vazões médias e altas tendo como conseqüência pequenos períodos de injeção. O modelo proposto para o cálculo da temperatura na coluna considera os termos de acumulação de calor no interior da coluna e no anular, além da hipótese de poço com raio finito, importantes para soluções de curto tempo. No reservatório são consideradas as perdas para a formação vizinha e analisada a influência do calor gerado pela reação química no comportamento da temperatura do ácido. As hipóteses de condução de calor desprezível na direção do fluxo de fluido, equilíbrio térmico instantâneo, gradiente geotérmico linear e condução de calor unidimensional na formação também são utilizadas. A solução para temperatura do ácido na zona. injetora é apresentada no espaço de Laplace considerando o acoplamento da solução para temperatura na coluna à solução para a temperatura no reservatório através do teorema da convolução. A inversão numérica das funções no espaço de Laplace é feita com o algoritmo de Stehfest. Os resultados obtidos indicam que a temperatura do ácido na zona injetara é bastante sensível à vazão do ácido injetado e aos volumes deslocados a frente do tratamento, podendo atingir valores significativamente inferiores à temperatura do reservatório no decorrer da operação Abstract: Matrix Acidization is frequently used to remove formation damage from pore plugging caused by deposition of small mineral particles. The kinetics of the chemical reactions between acid and minerais is very sensitive to fluid temperature. The temperature of the acid at the injection zone depth depends on the heat transfer that occurs as the acid travels through the injection column and on the heat exchange with the reservoir rock and fluids. The volume of injected acid is usually small and the injection time is short, compared to other thermal injection operations. Two heat transfer models are proposed: one to calculate the temperature profile along the injection column and other to calculate the temperature distribution within the reservoir. The model proposed here for the heat transfer along the column incorporates heat accumulation (in the fluid and at the annulus) to the heat exchange between the wellbore and the semi-infinite surroundings. For the heat transfer in the reservoir, the modei accounts for the conductive losses to the neighboring formation, the heat generation from the chemical reactions and heat transported by the injected fluid. The eventual temperature distribution for the acid in the reservoir is obtained after coupling of the solution for the column problem and the solution for the reservoir problem. Both problems were solved by Laplace transforms and the final solution is obtained using the convolution theorem. Stehfest's algorithm is used to invert the solution to real domain. Results for typical operational parameters show that the acid temperature is very sensitive to the injection flow rate and to the fluid volumes injected during the pre-treatment. The acid temperature can be significantly lower than the reservoir temperature along the operation Mestrado Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: o trabalho trata da investigação dos diferentes métodos de elevação de óleos pesados, enfatizando-se o sistema de Bombeio por Cavidades Progressivas (BCP). A caracterização reológica de três óleos ultra-viscosos de campos petrolíferos brasileiros foi realizada, considerando-se o comportamento dinâmico das amostras, bem como o efeito da temperatura nos ensaios. A simulação do escoamento laminar, isotérmico, em regime permanente, do óleo com comportamento não-Newtoniano, através do anular concêntrico formado entre o revestimento de produção e a coluna de hastes de acionamento da bomba, foi realizada através do Método de Elementos Finitos. Foi utilizado um modelo bidimensional para representação do escoamento axi-rotacional, com formulação mista de velocidade-pressão e Método de Newton com um esquema incremental de carregamento. Os resultados mostraram que as perdas de carga no espaço anular são significativas no dimensionamento do sistema BCP, sendo o conhecimento das propriedades reológicas do material de fundamental importância nesse tipo de análise Abstract: This work is about the investigation of different methods of heavy of lifting, with emphasis in the Progressive Cavity Pumping system (PCP). The rheological characterization of three ultra-viscous oils of Brazilian's fields was accomplished, considering the dynamic behavior of the samples, as well as the effect of the temperature in the tests. The simulation of the steady, laminar and isothermal flow, of oil with non-Newtonian behavior, through the concentric annulus formed between the production tubing and the rod string which drives the pump, was accomplished by applying the Finite Element Method. A bidimensional model was used for the representation of the axi-rotational flow, with mixed formulation of velocity-pressure and the Newton's Method with an incremental loading scheme. The results showed that the pressure drop in the annular space is significant in the PCP system design, and the knowledge of the rheological properties of the material is of fundamental importance in this type of analysis Mestrado Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Claudio de França Correa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Foi desenvolvida neste trabalho um procedimento para o monitoramento das concentrações efluentes de traçadores radioativos em poços produtores, considerando testes de injeção do tipo poço a poço e deslocamento tipo pistão de fluidos nos reservatórios. O modelamento do transporte de tais substâncias em meios porosos considera a superposição dos efeitos de convecção e de dispersão hidrodinâmica. Com relação ao mecanismo de transporte, foi empregada a Equação do Traçador desenvolvida por Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982. Os parâmetros convectivos e dispersivos do transporte utilizados nessa equação foram obtidos a partir da aplicação do Método da Integral de Contorno (BIM) aos sistemas estudados. Apesar de se ter considerado apenas padrões de injeção uniformes, o emprego do BIM possibilita a análise de geometrias mais genéricas, desde que mantidas as demais hipóteses consideradas no presente trabalho. As curvas de concentração, para os diferentes casos analisados e referentes à razão de mobilidade unitária, foram validadas com base no trabalho de Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982, o qual considera soluções analíticas para a derivação dos parâmetros convectivos e dispersivos do transporte. Os casos de razões de mobilidade (M) diferentes de 1 foram discutidos através da consideração de uma região global composta por duas regiões com mobilidades distintas. Por fIm, vale ressaltar que o modelo desenvolvido ainda possibilita a consideração dos efeitos de adsorção e de decaimento radioativo por meio de sua posterior superposição aos resultados previamente obtidos Abstract: This work describes a method for estimating the effluent concentrations of radioactive tracers in production wells, considering well to well injection tests and piston-like displacements of fluids in the reservoir. The model for tracer transportation takes into account effects of convection and hydrodynamic dispersion. With respect to the model for tracer transportation, it was employed the Tracer Equation developed by Abbaszadeh-Dehghani& Brigham, 1982. The required convection and dispersion transport parameters were obtained by the use of the Boundary Integral Equation (BIM), with application to both direct and altemate line-drive pattems. Although only uniform injection patterns have been studied, the employment of the BIM can be extended to other geometries, keeping the same assumptions made in this work. For the cases analysed, considering unit mobility ratio, the concentration curves obtained were validated against the work of Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982, which considered analytical solutions for obtaining the convection and dispersion transport terms. The cases of non-unity mobility ratio were discussed through the assumption of a global domain composed of two zones with different mobilities. Finally, the model also makes possible the inclusion of both adsorption and radioactive decay phenomena by superposing such effects on the the results previously obtained. Mestrado Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eugenio Spano Rosa Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Neste trabalho é realizado uma simulação numérica do escoamento com superficie livre completamente desenvolvido em um canal helicoidal de seção retangular, em regime laminar e turbulento. As equações de conservação foram escritas para um sistema de coordenadas ortogonais locais. O sistema de equações foi discretizado e resolvido pelo método de volumes fmitos com o esquema ln'brido de interpolação, implementados no PHOENICS-CFD. A interface livre é calculada utilizando o algoritmo HOL (Height-Of-Liquid). As simulações numéricas foram realizadas para fluidos com viscosidade de 1 a 100cP e Reynolds de 352 a 45500. A turbulência é modelada com o modelo de duas equações 1(-E para baixo números de Reynolds com uma correção devido ao efeito da curvatura. As simulações mostram que o método utilizado, quando comparado com dados experimentais, calcula satisfatoriamente a localização da interface. Apresenta-se os campos da velocidade média, do escoamento secundário, da energia cinética turbulenta e da dissipação e produção da energia cinética turbulenta. A partir dos resultados numéricos calcula-se o fator de atrito local e médio Abstract: A numerical simulation of the fully developed flow in an open helical channel with rectangular cross section is accomplished, for the laminar and turbulent regime. The conservation equations are written in a local orthogonal coordinate system. The conservation equations are solved by the finite volume method with the hybrid scheme of interpolation, implemented in PHOENICS-CFD. The ftee surface is calculated using the HOL algorithm (Height-Of-Liquid). The numerical simulations were accomplished for fluids with viscosity varying ftom 1 to 100cP and Reynolds ftom 352 to 45500. The turbulence is modeled by two equations k-E model for low Reynolds numbers with a correction due to the effect of the curvature. The numerical results for the tree surface position agrees within :t4 mm against the experimental data. The averaged axial velocity and the secondary flow fields are presented, as well as the turbulent kinetic energyand the dissipation of the turbulent kinetic energy. Finally the local and the averaged ftiction factors are presented. Doutorado Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Teixeira Filho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador : Abel Maia Genovez Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: o processo de urbanização provoca profundas modificações na bacia hidrográfica e principalmente nas características das enchentes. Isso OCOITe devido~ principalmente, as modificações do uso do solo, pelo desenvolvimento urbano. Avaliar e quantificar os efeitos da urbanização, nos hidrogramas de enchentes, passa a ser uma tarefa de elevada importância no desenvolvimento dos projetos de micro e macro drenagem. A5 dificuldades enfrentadas pelos projetistas são maximizadas, devido a ausência de dados reais. o estudo, em questão, visa o monitoramento de duas bacias hidrográficas, com alto grau de urbanização, e a obtenção sistemática de dados de vazão e precipitação.Para tanto, as duas bacias foram instrumentadas com dois postos fluviométticos e três pluviógrafos. Determinou-se a distribuição temporal das precipitações para Campinas utilizando-se a metodologia de Huff, aplicada para série de 20 anos de dados de precipitação. Foram determinados experimentalmente ainda, o coeficiente de escoamento superficial e o número da curva do escoamento superficial (Curve Number), para três sub bacias com diferentes tipos de uso do solo; sendo residencial de alto padrão, residencial popular e comercial. Com base nos dados obtidos para as sub bacias e as áreas das bacias hidrográficas das duas bacias em estudo, foi detenninado o coeficiente de escoamento superficial e o número da curva do escoamento superficial das mesmas Foram medidas as vazões, a declividade logitudinal e a altura d'água do escoamento em smjetas com diferentes declividades. Com estes dados~ além dos dados geométricos da seção transversal das ruas, foi detenninado o coeficiente de rugosidade de Manning, Foi estabelecida ainda, uma relação entre a densidade popuJacionaJ e áreas urbanizadas para os diversos tipos de ocupação do solo. Foi feita uma descrição da problemática que envolve o processo de medição das velocidades nos córregos urbanos e a obtenção das curvas chave dos postos fluviométricos. Finalizando, os dados levantados. foram introduzidos no modelo ABC4. o qual utilizou a metodologia do Soil Conservation Service. Foram gerados hidrogramas de cheias para detenninadas precipitações. Os hidrogramas calculados foram comparados com os hidrogramas observados. Com a detenninação experimental de alguns parâmetros que são utilizados nos projetos de drenagem wbana, procurou-se fazer uma análise destes parâmetros, comparando os valores de campo com os obtidos na bibliografia. Pretendeu-se com isso, fazer uma contribuição ao desenvolvimento de um critério de projeto, que permita minorar os impactos das cheias urbanas Abstract: The urbanization process provokes deep modífications in the watersheds and mainly in the characteristics of the flood, these happen because the land-surface modifications for the urban development To evaluate and to quantify the effects of the urbanization, in the hydrograph ftom streamflow, it is most important in the development of the projects of drainage. Many difficulties are faced by planners because real data don't exist. The study seeks the check of two urban watersheds, with high degree of urbanization and the systematic obtaining data offlood and precipitation. So the two basins were orchestrated with two stage recorder and three rainfal) gages. The temporary distribution of the precipitation was determined for the basins in study and it was used the methodology of Huff, that it was applied for 20 years of data recorded. The runoff coefficient and the curve number were detennined for three small basins with different types of land-surface: residential of high pattem, ordinary residential and commercial. The flood, the surface slope and the tlow deep of water were measured in gutter with different slopes. With these da besides the geometric data of the traverse section of the streets, the Ma.mllng' s coefficient was detennined. It was still established an relationship between the population density and land surface, for the several types of land-surface. It was made a description of the problem that involves the process of measure of the speeds of water in the urban stream. Finally the obtained data was introduced in the model ABC4, w:ich used the methodology to develop of Soil Conservation Service, hydrographs of stteamflow were generated for determined precipitation. The obtained hydrograph was compared with tbe data of runoff With the experimental determination of some parameters that they are used in the projects of urban drainage, and tried to do an analysis of these parameters. comparing the fields values with those obtained them ín the bibliography. 1t was intended with that, to do a contribution to the development os project approach. that allows to [essen the urban impacts of the flowstreams Doutorado Recursos Hídricos Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Este trabalho apresenta uma comparação das precisões das soluções numéricas entre as malhas fundamentais (deslocada tipo MAC, semi-deslocada, co-localizada nos vértices e co-localizada nos centros) para equações de Navier-Stokes em escoamentos incompressíveis com variáveis primitivas em regime permanente. Emprega-se os esquemas central, exponencial e UNIFAES (Unified Finite Approaches Exponential-type Scheme) para discretização dos termos advectivos e difusivos das equações de Navier-Stokes. As equações de quantidade de movimento são integradas explicitamente após a solução de uma equação de Poisson para o campo de pressão. Foram resolvidos os problemas bidimensionais da cavidade com a velocidade da tampa uniforme, da cavidade hidrodinâmica quadrada na forma regularizada sem descontinuidade na velocidade da tampa e do degrau. É empregada a metodologia da extrapolação de Richardson para estimar a solução correta nos casos que não possuem solução de referência precisa; para baixos números de Reynolds, os resultados extrapolados no caso do problema da cavidade com velocidade da tampa uniforme coincidem satisfatoriamente com os valores de referência encontrados na literatura. Para o problema da cavidade com a velocidade da tampa uniforme, a malha deslocada (MAC) e a malha co-localizada nos centros apresentam os melhores resultados, seguidas da malha co-localizada nos vértices e por ultimo a malha semi-deslocada, cuja acuidade é afetada pelas descontinuidades nos cantos. De fato, para o problema da cavidade hidrodinâmica quadrada na forma regularizada a malha semi-deslocada apresenta freqüentemente os melhores resultados; em seguida a malha deslocada (MAC) e a malha co-localizada nos centros apresentam resultados comparáveis, e a malha co-localizada nos vértices mostra os piores resultados. Para o degrau foi empregada apenas a malha semi-deslocada. Em geral, o esquema UNIFAES provou-se estável mesmo para os valores mais altos do número de Reynolds e mais acurado que os esquemas central e exponencial. Abstract: This work presents a comparison of the accuracy of the numerical solutions of the fundamental meshes (MAC staggered mesh, semi-staggered mesh, vertex-centered mesh, cell-centered mesh) for the incompressible Navier-Stokes equations in primitive variables. It employs the central differencing, the exponential scheme and UNIFAES (Unified Finite Approaches Exponentialtype Scheme) for discretization of the advective and diffusive terms of Navier-Stokes equations. The momentum equations are explicitly integrated after the solution of a Poisson pressure equation. The 2D uniform velocity driven lid cavity, the 2D lid-driven cavity in the regularized form without corner discontinuities, and the backward facing step test problems are employed. Richardson extrapolation is employed to estimate the correct solution in cases which have no precise reference solution, for low Reynolds numbers, the extrapolated results of the uniform lid velocity cavity problem coincide well with the reference values found in literature. For the 2D uniform lid velocity driven cavity test problem, the MAC staggered and the cell-centered collocated meshes show the best results, followed by the vertex-centered mesh and at last the semi-staggered mesh, whose accuracy is affected by the corner discontinuities. Indeed, for the 2D lid-driven cavity in the regularized form test problem, the semi-staggered mesh often presents the best results, and then the MAC staggered mesh and the cell-centered collocated mesh presents comparable results, and the vertex-centered mesh shows the worst results. For the step test problem only the semi-staggered mesh was employed. In general, the UNIFAES proved to be stable even at higher values of Reynolds number; and more accurate than the central differencing and then exponential. Doutorado Térmica e Fluídos Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João Bosco Ribeiro do Val Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Os elevados custos de produção na extração de petróleo marítimo são reduzidos com um sistema inovador que a Petrobras está desenvolvendo, denominado VASPS (do inglês, Vertical Annular Separation and Pumping System), capaz de separar gás e líquido ainda no assoalho oceânico. Esta dissertação trata do ajuste do nível de l'iquido no reservatório do VASPS, via controle impulsional estocástico, que se distancia bastante de um regulador convencional. A vazão de entrada flutua e o controle consiste em alterar a velocidade da bomba de saída do tanque, mantendo o nível numa faixa de operação, na qual ele varia livremente sem prejuízo. Todavia, é necessário de um lado observar o risco de operar próximo aos extremos de nível e de outro minimizar o número de intervenções na velocidade da bomba para prolongar sua vida útil. Optou-se por modelar o sistema por meio de um processo de difusão e formular por controle impulsional. Para a sua solução, o controle impulsional é convertido em uma sequência de problemas de parada ótima iterados, resolvidos utilizando-se a Discretização do Valor Médio, MVS (do inglês, Mean Value Scheme). Esta dissertação introduz o uso do controle impulsional nesta aplicação além da técnica citada para resolver problemas de parada ótima. Abstract: The high costs in offshore oil production are reduced with the use of an innovative system which has been developed by Petrobras, the Brazilian oil company. Called VASPS (Vertical Annular Separation and Pumping System), it consists of an undersea gas/liquid separator. This work presents a strategy for the liquid level adjustment in the VASPS tank, which is subject to uncertain liquid inflow. This is far from a strict control regulator problem, since the liquid level may drifts freely inside an operation range. Although, in one hand, it is necessary to account for a risky operation near the limits, on the other hand, acting freely and continuously in the controlled pump may drastically shorten the lifetime of the equipment. To prevent premature worn with halt in the oil production, the control input variations should be meager. We propose a stochastic impulse control for varying the outflow pump speed. This formulation is transformed in a sequence of iterated optimal stopping problems, which results in a sequence of variational inequalities. We employ the numerical method called Mean Value Scheme (MVS) to solve this type of problem. This monograph introduces impulse control to the resevoir level adjustment of VASPS, together with the application of the MVS to its solution. Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Carlos Bannwart Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: Uma das principais características das parafinas de alto peso molecular é a sua baixa solubilidade na maioria dos solventes de bases parafínicas, aromáticas, naftênicas e outros solventes oleosos, quando em temperatura ambiente. Entretanto, nas condições de reservatório em que se encontram, a solubilidade destes componentes é suficientemente alta para manter todas as moléculas devidamente dissolvidas na mistura óleo/parafina. Quando se inicia um processo de extração, o óleo explotado experimenta uma variação brusca de temperatura e pressão, o que acaba afetando de modo significativo a reologia de um óleo parafínico. Portanto, conhecer o comportamento reológico desses óleos é importante para o estudo da repartida de linhas bloqueadas devido à gelificação, que pode ocorrer durante processos de parada das linhas submarinas de produção, seja por etapas do processo ou de manutenção. O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento físico-químico e reológico de um óleo parafínico, submetendo-o a baixas temperaturas e, assim, simulando a formação dos géis nas linhas. Os testes reológicos foram realizados em um reômetro Mars III, numa faixa de temperatura entre 50 a 5°C. As análises físico-químicas têm como objetivo estudar as características básicas do óleo parafínico como, por exemplo, densidade e composição. Os resultados reológicos mostram que o fluido, apesar da pouca quantidade de parafina, apresenta um aumento significativo na sua viscosidade durante um processo de resfriamento e uma gelificação considerável ocorre. Como a gelificação se deve ao aparecimento de cristais de parafina, a temperatura de cristalização da mesma (TIAC) foi determinada através da análise da variação da viscosidade com o decréscimo de temperatura bem como por DSC. Além disso, o ponto onde o fluido gelificado deixa de fluir, devido ao excesso de cristais presentes e alta viscosidade, foi determinado através de análises oscilatórias. Como o fluido acaba gelificando, se faz necessário determinar uma tensão mínima de escoamento, para que o fluido volte a escoar, e a mesma foi determinada através dos métodos de análise de aplicação de tensão estática e oscilatória Abstract: One of the main characteristics of high molecular weight paraffins is its low solubility in most solvents with paraffin, aromatic or naphthenic base and also other oily solvents, when at room temperature. However, at reservoir conditions in which they can be found, the solubility of these components is high enough to keep all molecules fully dissolved in the mixture oil / paraffin. When one starts a process of extraction, the exploited oil experiences a sudden change on temperature and pressure, thus affecting significantly the rheology of a paraffinic oil. Therefore, knowing the rheological behavior of these oils is important to study the restart of blocked lines due to gelation, which can occur during the process of shutdown of the production subsea lines, either for maintenance or emergency reasons. The present work aims to study the physical-chemical and rheological behavior of a paraffinic oil, subjecting it to low temperatures and thus simulating the formation of gels inside the lines. The rheological tests were performed on a rheometer Mars III, in a temperature range of 50 to 5 ° C. The physical-chemical analysis have the aim to study the basic features of a paraffin oil, as for example, density and composition. The rheological results shows that the fluid, despite of the small amount of paraffin, presents a significant increase in viscosity during a cooling process and a considerable gelification occurs. As the gelification is due to the appearance of paraffin crystals inside the oil, the wax appearance temperature (WAT) was determined by analyzing the change in viscosity with a decreasing temperature. Moreover, the point where the gelled fluid stops flowing, due to excessive number of crystal and also high viscosity, was determined by oscillatory tests. Because the fluid gels inside of the pipeline, it is necessary to determine a minimum yield stress, for the fluid restart the flow, and this was determined using the methods of analysis of the application of static and oscillatory tension Mestrado Explotação Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Este trabalho apresenta a utilização de um modelo numérico para a determinação das forças hidrodinâmicas atuantes em comportas planas tipo vagão, utilizadas em obras de desvio de Usinas Hidrelétricas. Para isso foi utilizado o software comercial Fluent, onde foi gerado um modelo numérico tridimensional para diversas aberturas da comporta vagão ensecadeira, a qual é responsável pelo fechamento em definitivo do desvio. A validação dos resultados numéricos foi realizada através da comparação de dados de um modelo físico reduzido previamente estudado em laboratório, onde constatou-se a correta captação e interpretação dos fenômenos hidráulicos presentes, permitindo utilizar sua metodologia para aplicações em obras semelhantes. A vazão e seu respectivo coeficiente de descarga apresentaram diferenças médias da ordem de 8%, as pressões atuantes no fundo do canal apresentam diferenças máximas de 3,6%, enquanto que os esforços hidrodinâmicos registraram diferenças médias de 7%. As maiores variações foram observadas nas menores aberturas, quando a vazão é determinada pela comporta, e as velocidades são mais altas. A título de comparação dos fenômenos hidráulicos, foram levantados os dados pertinentes a outros três ensaios físicos de túneis de desvio. Estes resultados foram comparados com o ensaio numérico e a formulação teórica, indicando que esta última, de uma forma geral, possui resultados mais conservadores Abstract: This work presents a proposal of a numerical model to determine the hydraulic forces acting in fixed wheel gates utilized in hydroelectric power plants. Fluent commercial CFD (computational fluid dynamics) software was used to generate a three-dimensional model of the hydraulic gate; different models were generated for different opening positions of the hydraulic gate. The results obtained from the numerical model were validated by comparing them to results obtained from a reduced model previously built in a hydraulic laboratory. When comparing these results it was possible to realize that the numerical model could well represent the hydraulic effects, allowing possibility of the methodology application for similar works. The volume flow and discharge coefficients presented a average variation of 8%; pressure distribution at the bottom of the canal presented a average variation of 3,6%; and hydraulic forces presented an average of 7% difference. Higher differences occurred at lowest openings, when the flow is mostly controlled by the gate and speed is higher. As a complement to the work, results from three other laboratory reduced models were compared to analytical proposals found in literature and numerical simulation results. These comparisons show that these analytical models are usually conservative Mestrado Térmica e Fluídos Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: As recentes descobertas do pré-sal no Brasil trouxeram novos desafios para as atividades de explotação de petróleo. Perfuração em formações carbonáticas apresentam grandes diferenças em relação a perfurações em rochas areníticas. Enquanto arenitos são mais homogeneos, rochas carbonáticas podem apresentar significativas variações em relação ao tamanho e à distribuição de poros, refletindo na produtividade de formação, como também na operação e manutenção de produção. A produtividade dos poços é avaliada logo após a perfuração dos mesmos, uma vez que danos à formação produtora podem alterar suas características originais. Diante disso, fluidos especificamente formulados para perfurar o reservatório, conhecidos como fluidos drill-in, vem sendo estudados com vistas à otimização da perfuração e à minimização de dano. Estes fluidos são desenvolvidos de acordo com as características do reservatório a ser perfurado e testes em laboratórios são necessários para que se possa adequar a formulação do fluido de perfuração com o menor custo, além de avaliar a invasão na rocha e verificar o possível dano residual para os fluidos candidatos. Este trabalho visa a comparação da invasão de fluidos drill-in e fluxo reverso de óleo em amostras de carbonatos e de arenitos de forma a avaliar a influência do tipo de rocha no dano à formação e sua interação com o fluido de perfuração testado. Os testes foram realizados usando dois aparatos experimentais diferentes, um para amostras com cerca de 7 cm de comprimento e outro para amostras medindo cerca de 30 cm, ambas com diâmetro de aproximadamente 3,7 cm. Os ensaios foram executados em amostras de carbonato e de arenito com permeabilidades absolutas ao gás semelhantes e submetendo-as ao respectivo protocolo de teste, cujas etapas incluíam a preparação das amostras, a caracterização de escoamento multifásico, a invasão com fluido de perfuração e o fluxo reverso de óleo. A invasão foi induzida por meio de um diferencial de pressão positivo através das amostras saturadas com óleo na condição de água conata, simulando o reservatório. O fluxo reverso ou deslocamento de óleo no sentido oposto ao de invasão representou a produção de óleo bem como a limpeza natural do reservatório. Durante a caracterização foi possível observar que as amostras de carbonatos utilizadas são menos molháveis à água em comparação aos arenitos. Com os resultados obtidos com o aparato utilizado para as amostras mais longas, foi possível identificar o deslocamento da frente de fluido invasor por meio dos pontos de medida de pressão distribuídos ao longo da amostra. A dinâmica de escoamento apontou que a invasão do fluido de perfuração foi mais rápida para as amostras de carbonatos em comparação com as amostras de arenito. Na etapa de fluxo reverso, pode-se observar que as amostras de carbonato apresentaram um retorno de produtividade maior e mais rápido relativamente aos arenitos Abstract: The recent pre-salt discoveries in Brazil have brought new challenges to oil exploitation activities. Drilling in carbonate formations differs widely of drilling in sandstone rocks. While sandstones are more homogeneous, carbonate rocks are characterized by a large range of size and distribution of pores, which reflects in the reservoir productivity, as well as in the operation activities and production maintenance. The productivity and changes of original reservoir's characteristics due to formation damage are evaluated after drilling. Then fore, drilling fluids specifically designed to cross pay-zone, known as drill-in fluids, have been studied aiming at drilling optimization and damage minimizing. These fluids are developed according to the drilled reservoir characteristics and laboratory tests are performed to obtain proper drilling fluids formulations as fluid invasion and clean up are evaluated. The objective of this work is to compare drill-in fluids invasion (water-based polymer fluid) and backflow of oil in carbonates and sandstones samples to assess the rock type influence in damage formation and their interaction with the tested drilling fluid. Tests were run using two different apparatus, one for samples ~7,0 cm long and another for samples ~30 cm long, both with ~3,7 cm diameter. Lab tests were performed using carbonate and sandstone samples, with similar absolute permeability. These samples were submitted to a proper test protocol, that includes samples preparation, multiphase flow characterization, invasion and backflow processes. Damage formation was induced by injecting drill-in fluid with a positive differential pressure through samples saturated with oil and connate water, simulating the reservoir. Oil displaced in the opposite flow direction was performed to simulated natural cleanup or oil production. During the samples characterization, it was possible to observe that tested carbonate samples were less water wet than sandstones ones. From the results obtained with the apparatus used with longer samples, it was possible to identify the drill-in fluid displacement through pressure observation points distributed throughout the sample. The flow dynamics pointed out that the drilling fluid invasion was faster for carbonate samples comparing to sandstone samples. However, in backflow stage, a higher and faster productivity restoration was observed for carbonate samples than for sandstone ones Mestrado Reservatórios e Gestão Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo