Apresenta-se aqui uma descrição dos trabalhos desenvolvidos no mestrado e doutorado do Prof. André Duarte Bueno.

• Transferência de Calor e Umidade em Telhas : Simulação e Análise Experimental.
• Resumo:
  • Apresenta-se um estudo numérico e experimental, com o objetivo de avaliar o desempenho higrotérmico de telhas permeáveis e impermeáveis. As propriedades físicas necessárias à realização das simulações numéricas foram determinadas em laboratório. Para as telhas de cerâmica foram realizados ensaios de densidade, porosidade, conteúdo de umidade na saturação, adsorção, dessorção, porosimetria a mercúrio e permeabilidade ao vapor. Um ensaio de campo foi realizado para verificar os fenômenos estudados. Neste ensaio determina-se a evolução do conteúdo mássico de umidade e temperatura de um grupo de telhas permeáveis e impermeáveis de diferentes materiais (cimento amianto, argamassa e cerâmica) em diferentes cores (natural, branca e preta). Apresenta-se uma comparação dos resultados. A partir de modelo matemático da teoria dos meios porosos, desenvolveu-se as equações discretizadas para a solução do problema da transferência de umidade em telhas porosas. Foi desenvolvido ainda um programa de simulação do processo, usando programação orientada a objeto em C++. As simulações realizadas mostram que a telha permeável tem maior temperatura noturna devido a absorção de umidade, e menor temperatura diurna pela perda de umidade. Também foi verificada a presença de patamar na evolução da temperatura das telhas permeáveis. Finalmente, realiza-se o ensaio de secagem de amostras de argamassa em estufa, com o objetivo de confirmar a presença de patamar na evolução da temperatura, durante o processo de secagem. Os resultados deste trabalho abrem a possibilidade do desenvolvimento de novas telhas com melhor desempenho térmico.
• Palavras chaves: Transferência de Calor, Transferência de Umidade, Telhas, Simulação e Análise Experimental.
• Link: Versão PDF
• Link para apresentação: Apresentação do mestrado atualizada
• Software Desenvolvido: Informações do Simulat aqui. Acesso ao software aqui.
• Escopo do problema, metodologia, resultados ensaios de laboratório.

• Resultados ensaios de campo.

• Resultados modelos matemáticos, numéricos, Software Simulat e simulações.

• Estudo Geométrico das Representações Tridimensionais da Estrutura Porosa e Grafo de Conexão Serial Para a Determinação da Permeabilidade Intrínseca de Rochas-Reservatório de Petróleo
• Resumo
  • A predição de propriedades hidráulicas de rochas-reservatório, a partir de lâminas delgadas, constitui, atualmente, uma área de intensa pesquisa, apresentando muitas características atrativas, quando considerada como um laboratório petrográfico virtual, de baixo custo, na determinação complementar de propriedades petrofísicas e/ou quando usada para a obtenção de propriedades petrofísicas de amostras danificadas e/ou muito fragmentadas. Adicionalmente, a predição de propriedades hidráulicas de meios porosos a partir, unicamente, do conhecimento de sua microestrutura e das propriedades dos fluidos, é um tema de grande interesse científico. O presente trabalho objetiva: i) realizar um estudo geométrico das representações tridimensionais obtidas com os métodos da gaussiana truncada e das esferas sobrepostas; ii) o desenvolvimento e validação de um módulo computacional destinado ao engenheiro de petróleo na análise da invasão de fluidos em estruturas porosas e na determinação do comportamento capilar água-óleo de rochas; iii) o desenvolvimento e validação de um método rápido para a predição da permeabilidade intrínseca de rochas-reservatório, de baixo custo computacional, mas suficientemente preciso, de modo a tornar viável a sua utilização como ferramenta de cálculo na engenharia do petróleo. O estudo geométrico objetiva estabelecer um conjunto de critérios para seleção da representação tridimensional ideal. Esta etapa é fundamental para obtenção de um meio reconstruído que possa ser efetivamente utilizado em simulações de propriedades físicas. O módulo computacional de análise de processos de invasão de fluidos foi construído com base no modelo de Magnani et al.(2000) (Magnani, F.S; Philippi, P.C; Liang, Z; Fernandes, C.P; 2000, Modelling two-phase equilibrium in three-dimensional porous microstructures, Int. J. Multiphase Flow, 26, 99-123), que supõem, que a invasão ocorre de forma quase-estática e entre estados de equilíbrio. O módulo permite a obtenção de importantes propriedades, freqüentes na rotina diária dos laboratórios de petrografia: curvas de intrusão de mercúrio e de invasão capilar água-óleo. Em adição, este trabalho propõe um método de baixo custo computacional, para a predição da permeabilidade intrínseca, baseado nas condutâncias hidráulicas das seções associadas ao grafo de conexão entre seções seriais da microestrutura porosa tridimensional. Demonstra-se que, embora baseado num modelo simplificado de condutâncias hidráulicas por seções seriais, o método apresentado é suficientemente preciso e encontra aplicação natural na determinação da permeabilidade intrínseca de rochas com alto comprimento de correlação e/ou baixa porosidade. Embora obtendo resultados muito expressivos, métodos de predição da permeabilidade intrínseca baseados no campo local de velocidades, como em Santos et al.(2001) (Santos, L.O.E; Philippi, P.C; Damiani, M.C; Fernandes, C.P; 2001, Using three-dimensional reconstructed microstructures for predicting intrinsic permeability of reservoir- rocks based on a boolean lattice gas method, Submitted to Journal of Petroleum Science and Engineering) , são computacionalmente caros e não se espera que sejam usados na rotina diária da engenharia de petróleo. A permeabilidade intrínseca é estimada com o novo método, desenvolvido no presente trabalho e resultados de simulações são comparados com dados experimentais para diversas rochas-reservatório.
• Palavras chave: rochas-reservatório, petróleo, curvas de pressão capilar, permeabilidade intrínseca, grafo de conexão serial.
• Link: Versão PDF
• Softwares Desenvolvidos: Informações do Anaimp e Imago e da biblioteca lib_ldsc. Módulos específicos como rotulagem, reconstrução 3D, configurações de equilíbrio, calculo permeabilidade, entre em contato.
• Apresenta-se a seguir alguns resultados.

• Escopo do problema, metodologia, métodos de segmentação de imagens, rotulagem de imagens 3D, estudo geométrico das representações tridimensionais obtidas com os métodos da gaussiana truncada e das esferas sobrepostas, análise de porosidade conectada e imagens reconstruídas; O estudo geométrico objetiva estabelecer um conjunto de critérios para seleção da representação tridimensional ideal. Esta etapa é fundamental para obtenção de um meio reconstruído que possa ser efetivamente utilizado em simulações de propriedades físicas. Imagens a seguir.

• Exemplo de imagens/Amostras utilizadas.

• O módulo computacional de análise de processos de invasão de fluidos foi construído com base no modelo de Magnani et al.(2000) (Magnani, F.S; Philippi, P.C; Liang, Z; Fernandes, C.P; 2000, Modelling two-phase equilibrium in three-dimensional porous microstructures, Int. J. Multiphase Flow, 26, 99-123), que supõem que a invasão ocorre de forma quase-estática e entre estados de equilíbrio. O módulo permite a obtenção de importantes propriedades, freqüentes na rotina diária dos laboratórios de petrografia: curvas de intrusão de mercúrio e de invasão capilar água-óleo. Os modelos foram revisados possibilitando um maior número de análises, além de maior desempenho computacional e uso de interfaces gráficas com visualização 3D.

• Foi desenvolvido um novo modelo para determinação da permeabilidade. Denominado modelo do grafo de conexão serial, se apresenta como um método rápido para a predição da permeabilidade intrínseca de rochas-reservatório, de baixo custo computacional, mas suficientemente preciso, de modo a tornar viável a sua utilização como ferramenta de cálculo na engenharia do petróleo.

• Também foi desenvolvida uma variação do método de reconstrução da gaussiana truncada, denominado gaussiana truncada 2. A seguir alguns resultados.

• A seguir imagens dos modelos UML antigos desenvolvidos para a LIB_LMPT (atual LIB_LDSC).