1. Título: Melhoria do processo de separação de inclusões com base na otimização geométrica de distribuidores de lingotamento contínuo.
Este projeto tem como objetivo investigar o impacto da configuração geométrica de distribuidores utilizados no lingotamento contínuo de aços no processo de remoção de inclusões não metálicas. Por meio de simulações numéricas utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), serão avaliados dispositivos internos como diques (weirs), barragens (dams) e inibidores de turbulência, amplamente empregados para controlar o escoamento do aço líquido. Busca-se desenvolver uma geometria otimizada para o distribuidor que aumente o tempo de residência, reduza zonas mortas e melhore a eficiência hidrodinâmica, promovendo a separação mais eficaz das inclusões. Espera-se que os resultados contribuam para o avanço tecnológico do processo e fundamentem o desenvolvimento de soluções com potencial de aplicação em escala industrial.
Coordenador: João Paulo Barbosa. Integrantes do GPMF/Ifes: Renato do Nascimento Siqueira (pesquisador), Ayrton Cavallini Zotelle (pesquisador), Ueliton de Matos Nascimento (mestrado), Judson Barcelos Gonçalves (mestrado), Ana Clara Santos Mauri (graduação) e Andreza Thomaz Quaresma (graduação).
2. Título: Simulação de Dispositivos Autônomos de Controle de Fluxo sob condições encontradas em poços de petróleo.
A incrustação inorgânica em Dispositivos Autônomos de Controle de Fluxo, conhecidos como válvulas AICD (Autonomous Inflow Control Devices), representa um desafio crítico na exploração de petróleo, resultando em redução da eficiência e altos custos operacionais. Este projeto propõe a simulação computacional da incrustação em válvulas AICD sob condições reais de poços petrolíferos, utilizando Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) nos softwares ANSYS Fluent e OpenFOAM. O objetivo principal é identificar regiões propensas à incrustação, avaliar o impacto das variáveis termodinâmicas e validar as estratégias computacionais através de benchmarking entre os dois softwares. A comparação entre o Fluent e OpenFOAM permitirá avaliar a viabilidade de soluções de código aberto na modelagem de processos complexos, reduzindo a dependência de softwares proprietários e ampliando a flexibilidade na implementação de modelos personalizados.
Coordenador: João Paulo Barbosa. Integrantes do GPMF/Ifes: Renato do Nascimento Siqueira (pesquisador), Ayrton Cavallini Zotelle (pesquisador), Rodrigo Prando Pedroni (pesquisador), Heitor Dassié (graduação) e Raquel Moschen Capucho (graduação).
3. Título: Simulação Numérica das Condições de Sopro e Penetração do Jato no Processo de Fabricação de Aço em Convertedores BOF.
A produção de aço em convertedores BOF tem se mostrado como uma técnica vantajosa em relação a outros processos de produção. A técnica é baseada na injeção de oxigênio, através de uma lança na qual um bocal convergente-divergente é utilizado para promover um jato supersônico, ocasionando a mistura do ferro líquido com o oxigênio para remover parte do teor de carbono, transformando-o em aço. Apesar das vantagens desta técnica, as condições de escoamento podem gerar desgastes excessivos no bocal, elevando o custo e o tempo utilizado para manutenções. As condições do jato também é um fator preponderante para a mistura do oxigênio com o metal líquido, o que afeta diretamente a eficiência do processo. Este trabalho busca avaliar como as condições operacionais e geométricas do bocal afetam as características do sopro e como estas características influenciam os processos de desgaste da lança e de mistura do oxigênio no convertedor, visando aumentar a eficiência do processo.
Coordenador: Renato do Nascimento Siqueira (GPMF/Ifes). Integrantes do GPMF/Ifes: João Paulo Barbosa (pesquisador), Ayrton Cavallini Zotelle (pesquisador), Arthur Farias Silva (mestrado), Eduardo dos Santos Caetano (mestrado), Gabriell Rodrigues de Souza (graduação) e João Filipe Calatrone Albuquerque Filho (graduação).
4. Título: Influência do teor de asfaltenos e parafina nas propriedades reológicas do petróleo.
A caracterização reológica do petróleo é essencial para compreender seu comportamento durante o escoamento em sistemas de produção e transporte. Esse comportamento é fortemente influenciado por sua composição químic, incluindo a presença de compostos como asfaltenos e parafinas. Em determinadas concentrações e condições de temperatura e pressão, esses componentes podem levar à formação de géis, resultando em aumento da viscosidade aparente e no surgimento de uma tensão limite de escoamento. Esse fenômeno pode ocasionar bloqueios em oleodutos, impactando diretamente os custos operacionais e a segurança da produção e transporte. O presente estudo tem como objetivo investigar a influência da concentração de asfaltenos e parafinas na reologia do petróleo, com foco na formação de géis e na tensão limite de escoamento. A pesquisa busca caracterizar as alterações estruturais resultantes dessa interações e suas consequências na fluidez do petróleo, contribuindo para a otimização de processos de escoamento e prevenção de bloqueios em dutos.
Coordenador: João Paulo Barbosa. Integrantes do GPMF/Ifes: Kamilla Malverdi Barcelos (pesquisadora), Renato do Nascimento Siqueira (pesquisador), Walber Ronconi dos Santos (pesquisador), Caio Monteiro Rosa (graduação) e Joaquim Souza Lobo Neto (graduação).
5. Título: Avaliação do Efeito de Campo Magnético em Emulsões de Petróleo do Tipo Água em Óleo.
Emulsão na indústria do petróleo são encontradas recorrentemente na extração, no transporte e no processamento do óleo. Sua presença representa muitas vezes significativos desafios para a operação. As emulsões podem aumentar a viscosidade do fluido produzido, dificultando o escoamento e exigindo maior energia para o bombeamento, o que impacta diretamente os custos operacionais. Operacionalmente, a separação eficiente das fases óleo e água é crucial para garantir a qualidade do petróleo exportado e a eficiência do processamento subsequente. Neste contexto, a presença de emulsões estáveis pode levar a perdas de produção, aumento de consumo de produtos químicos e a necessidade de equipamentos adicionais. O presente projeto visa investigar como o uso de métodos físicos, no caso a aplicação de campos magnéticos através de imãs permanentes, podem influenciar o processo de formação e separação de emulsões de água/óleo. Esta proposta contempla não só uma revisão bibliográfica expandida sobre o tema, mas também a realização de testes experimentais para avaliar o efeito do campo magnético em parâmetros como a distribuição do tamanho de gotas, a estabilidade da emulsão, e o eventual efeito de interação com precipitados orgânicos e inorgânicos. Destaca-se que os pontos fortes desta proposta são as condições a serem investigadas: uso de amostra de petróleo real, temperatura (até 120 oC), pressão (até 300 bar), composição química, presença de gases (CO2 e CH4) e sólidos precipitados (parafina e carbonato de cálcio). A combinação dessas condições visam contextualizar o fenômeno em condições mais próximas da realidade operacional da Petrobras, caracterizando esta proposta como pesquisa aplicada.
Coordenador: Fábio de Assis Pereira Ressel (UFES). Integrantes do GPMF/Ifes: Renato do Nascimento Siqueira (pesquisador), João Pedro Calazans Passos (graduação) e Nicolas Francisco de Almeida Furtado (graduação).