PPGCEP - Doutorado em Ciência e Engenharia do Petróleo

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Determinação de metais pesados e poluentes emergentes utilizando eletrodos de carbono vítreo e diamante dopado com boro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-29) Oliveira, Marconi Sandro Franco de; Santos, Elisama Vieira dos; https://orcid.org/0000-0003-2189-5694; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; http://lattes.cnpq.br/0988558079921713; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; Araújo, Danyelle Medeiros de; Segundo, Inalmar Dantas Barbosa; Monteiro, Mayra Kerolly Sales
Nos últimos anos, as indústrias petrolífera, farmacêutica e alimentícia se desenvolveram para atender a uma expansão populacional e, com isso a problemática da poluição ambiental tem aumentado sem precedentes. Centros urbanos e o meio ambiente onde se instalaram estas indústrias, apresentam hoje problemas de poluição em suas regiões. A água produzida é um dos principais subprodutos da indústria do petróleo e se caracteriza como um efluente de composição complexa, formada por vários compostos orgânicos e inorgânicos. Chega a representar cerca de 70 % do total das águas residuais geradas durante o tempo de vida do poço, do qual também dependem suas características e quantidades produzidas. Atualmente, no Brasil, milhões de metros cúbicos de efluentes hídricos são descartados no meio ambiente, assim como uma quantidade considerável de óleos e graxas. Os contaminantes emergentes (CEs), produtos da indústria farmacêutica e alimentícia, são poluentes considerados persistentes e têm sido objetos de estudo em todo o mundo. Diversas matrizes aquáticas apresentam baixas concentrações desses poluentes causando danos à saúde de humanos e ao ecossistema, o que os faz necessitar de identificação, quantificação e tratamentos alternativos capazes de promover sua degradação. A presente tese objetivou investigar, através de efluentes sintetizados e amostras reais contaminadas, a aplicação da análise com detecção voltamétrica em eletrodo de BDD para determinação dos CEs (Cafeína, paracetamol e Alaranjado de metila) em efluente sintético e em carbono vítreo não modificado (GCEn) para metais pesados (Pb2+, Zn2+ e Cd2+) em amostra real de água produzida de petróleo. Para efeito de comparação, os métodos analíticos de espectroscopia de absorção na região do UV-vis e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, High-Performance Liquid Chromatography), foram empregados na análise das amostras como técnicas referenciais. O presente estudo avaliou a eficiência da oxidação eletroquímica (OE) na degradação da cafeína, paracetamol e do alaranjado de metila. Além disso, foi verificado o consumo energético de todos os processos aplicados, neste estudo, apresentaram um baixo custo operacional, viabilizando desta forma, a aplicação do processo de OE para o tratamento de efluentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois foi alcançada a remoção completa dos ECs em todos os processos aplicados. Para quantificar os analitos na amostra de forma confiável, antes e após ao tratamento oxidativo, foi realizada análise de voltametria de pulso diferencial (DPV, Differential Pulse Voltammetry) em eletrodo de BDD, juntamente com a HPLC e espectrofotometria de absorção na região do UV-vis na caracterização dos CEs. O resultado obtido pelo método eletroquímico apresentou-se concordante estatisticamente com os métodos espectrofotométrico e HPLC. As curvas de calibração variaram linearmente de 3,88 a 19,20 mg L−1 para a cafeína, por exemplo. Os limites de detecção foram 3,43, 0,84 e 0,46 mg L−1 para a cafeína, paracetamol e alaranjado de metila, respectivamente. O eletrodo de carbono vítreo não modificado (GCE), foi usado como plataforma de detecção eletroquímica para determinar traços de chumbo, cádmio e íons zinco em amostras de água produzida de petróleo por Voltametria de redissolução com pulso diferencial (DPSV). As curvas de calibração variaram linearmente de 0,05 a 1,19 mg L−1 para os metais Pb2+, Zn2+ e Cd2+. Os limites de detecção foram 0,16 mg L−1 para Pb2+, 0,14 mg L−1 para Zn2+ e 0,13 mg L−1 para Cd2+. Os limites de detecção foram 0,14 mg L−1 para Zn2+, 0,12 mg L−1 para Cd2+ e 0,12 mg L−1 para Pb2+ para análise simultânea. O eletrodo de carbono vítreo não modificado, foi aplicado com sucesso na análise de metais traço em água produzida de petróleo contaminada. A comparação dos resultados da eletroanálise com os da espectrofotometria de absorção na região do UV-vis e HPLC, estabelece e confirma potencialmente aplicável, a técnica para a determinação dos analitos de cafeína, paracetamol e alaranjado de metila em efluentes sintéticos. E de maneira geral, pode-se destacar o método eletroquímico pelo baixo consumo de reagentes, facilidade na operação, rapidez de análise e excelente precisão e exatidão, características que conduzem a utilização dessa técnica como mais uma forma na determinação de analitos em efluentes.
O estudo da eficiência ambiental dos campos onshore das bacias costeiras brasileiras na perspectiva da água produzida de petróleo
(2018-02-26) Assunção, Marcus Vinicius Dantas de; Vieira, Marcela Marques; Almeida, Mariana Rodrigues de; ; ; ; Barillas, Jennys Lourdes Meneses; ; Martinhon, Carlos Alberto de Jesus; ; Figueredo, Kyteria Sabina Lopes de;
A indústria petrolífera possui uma significativa e importante parcela na matriz energética mundial com uma produção estimada de 1/3 da energia global. Com o elevado consumo mundial de petróleo, o gerenciamento dos recursos necessita ser melhor administrado a fim de reduzirem os impactos ambientais associados. Uma das principais preocupações ambientais associadas a exploração e produção dos campos de petróleo está relacionada a geração de água produzida de petróleo. A água produzida de petróleo constitui um desafio de natureza estratégica para as empresas, uma vez que gera a maior parcela dos resíduos da indústria do petróleo. Nessa perspectiva, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da sustentabilidade ambiental, a partir da geração de água produzida de petróleo, dos campos onshore das bacias petrolíferas costeiras do Brasil. Os dados foram disponibilizados pela ANP (Agência Nacional de Petróleo) em seu sítio eletrônico perfazendo um total de 156 campos pertencentes às bacias de Alagoas, Camamu, Espírito Santo, Potiguar e Sergipe. Os anos analisados foram 2014, 2015 e 2016. Os resultados foram apresentados em seis etapas: etapa I – apresentação dos resultados das estatísticas descritivas; etapa II – análise das regressões múltiplas; etapa III – aplicação da mediana; etapa IV – Análise da modelagem dinâmica (DDEA); etapa V - apresentação de uma análise gráfica bidimensional do DDEA; e, etapa VI - análise das regressões logísticas. Utilizaram-se dois testes estatísticos para validação das hipóteses: teste T e teste de Wald. Os resultados apresentaram efeito positivo das variáveis poços direcionais, poços verticais e idade, e, tendo essas duas primeiras, papel fundamental na determinação das eficiências ambientais. Os campos de petróleo produziram baixos índices de eficiência dinâmica tanto para o Grupo 1 (27,30%) quanto para o Grupo 2 (38,58%), representados por meio da representação gráfica bidimensional dinâmica e seus índices confirmados por meio da regressão logística. Os resultados autorizam dizer que há um mau gerenciamento dos recursos tecnológicos dos campos onshore das bacias costeiras brasileiras, provocando quantidades excessivas da água produzida de petróleo.
Estudo da eficiência de sistemas microemulsionados na remoção de contaminantes de água produzida
(2018-08-27) Nascimento, Yasmine Isis Fernandes do; Dantas, Tereza Neuma de Castro; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; ; ; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; Oliveira, Mônica Rodrigues de; ; Leite, Ricardo Henrique de Lima;
Água Produzida é um subproduto do processo de extração do petróleo e suas características variam de acordo com o poço produtor, apresentando vários contaminantes cuja remoção tem processo de tratamento bastante complexo. Assim, essa água tem sido alvo de atenção por não poder ser descartada sem tratamento adequado. Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento e a utilização de sistemas microemulsionados na remoção de contaminantes da água produzida. Foi realizado um estudo dos diagramas pseudoternários, contendo em suas composições: água produzida dopada (APD) como fase aquosa (FA), hexano e querosene como fase orgânica (FO) e razão cotensoativo/tensoativo (C/T = 1 e 4). Utilizou-se seis tipos de tensoativos: Renex®; Alkonat®; OCS (óleo de coco saponificado); SDS (dodecil sulfato de sódio); CTAB (brometo de hexadeciltrimetilamônio) e Ultramina®; e, como cotensoativo, o n-butanol. Após o desenvolvimento dos diagramas e escolha do melhor sistema, foi realizado o processo de extração dos contaminantes contidos na APD, escolhendo-se três pontos localizados na região de Winsor II, em uma área rica em água e pouca quantidade de tensoativo. As composições foram denominadas ponto máximo (30% C/T, 10% FO, 60% FA); ponto médio (17,5% C/T, 7,5% FO, 75% FA); e ponto mínimo (5% C/T, 5% FO, 90% FA). Para a determinação das concentrações dos contaminantes (metais, ânions e hidrocarbonetos poliaromáticos – HPAs), foram utilizados diferentes métodos de análises, entre eles o ICP (Espectrometria de emissão óptica com plasma), a cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (HPLC-FLD) e Espectrometria de Fluorescência de Raios-X. O sistema que obteve melhor eficiência de remoção foi o sistema contendo o OCS como tensoativo, razão C/T = 4 e hexano como fase oleosa. Os melhores resultados de remoção de contaminantes foram no ponto médio de composição (17,5% C/T, 7,5% FO, 75% FA). Esse estudo mostrou que a utilização de sistemas microemulsionados pode ser uma alternativa no correto gerenciamento deste tipo de resíduo da indústria petrolífera.
Remoção de compostos orgânicos presentes em efluentes reais da indústria petroquímica via oxidação eletroquímica
(2018-06-19) Campos, Viviane de Oliveira; Silva, Djalma Ribeiro da; Araújo, Danyelle Medeiros de; ; ; ; Solano, Aline Maria Sales; ; Santos, Elisama Vieira dos; ; Castro, Suely Souza Leal de;
A remoção de contaminantes orgânicos presentes em águas subterrâneas e em água produzida, efluente da indústria petrolífera, é um dos maiores desafios enfrentados nos últimos anos. Diferentes pesquisadores têm dedicado estudos a fim de minimizar os impactos ambientais associados à presença desses contaminantes no meio ambiente. Dentre as tecnologias investigadas, a oxidação eletroquímica vem sendo amplamente estudada por apresentar um grande potencial de degradação de contaminantes orgânicos, além de versatilidade, alta eficiência e compatibilidade ambiental. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a degradação de contaminantes orgânicos presentes tanto em água produzida real, como em água subterrânea nas proximidades de um posto revendedor de combustível do estado do RN, contaminada por derivados de petróleo. Para isso foram utilizados ânodos de Diamante Dopado com Boro (BDD, do inglês Boron Doped Diamond) e de Platina suportada em Titânio (Pt/Ti), em sistemas de fluxo e batelada, usando diferentes densidades de corrente (15, 30 e 60 mA cm-2 ). Foram realizadas análises de Demanda Química de Oxigênio (DQO), pH, Condutividade, UV-Vis, Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP) e Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Os resultados mostraram que a melhor eficiência de remoção foi obtida utilizando-se o eletrodo de BDD comuma densidade de corrente de 60 mA cm-2 no sistema de fluxo, pois após 30 min de tratamento houve uma remoção de 100% da carga orgânica na água produzida e após 3 h de tratamento houve uma remoção de 99,10% da carga orgânica na água subterrânea.
Uso de gráficos de controle para o monitoramento contínuo da razão água-óleo em campos da Bacia Potiguar
(2018-08-21) Assunção, Carla Simone de Lima Teixeira; Vieira, Marcela Marques; Almeida, Mariana Rodrigues de; ; ; ; Francisco, Cláudia Aparecida Cavalheiro; ; Araújo, Danyelle Medeiros de; ; Lee, Linda; ; Sousa, Luciana Silva de;
Atualmente, o petróleo é a fonte de energia mais utilizada no mundo, porém, o maior resíduo decorrente da produção é a chamada água produzida (AP). Esta água não possui valor comercial e necessita de tratamento para ser destinada ou para descarte ou para reinjeção, durante os métodos de recuperação. Desta forma, a gestão da água produzida se torna onerosa e, por isso, necessita de ferramentas que a apoiem. Além disso, a proporção dos níveis de produção de água em relação aos níveis de produção de óleo é uma variável que subsidia a análise da viabilidade econômica do campo. Neste sentido, o presente trabalho propõe uma metodologia para monitoramento contínuo da razão água-óleo baseado em gráficos de controle. Ocorre que os dados de razão água-óleo são autocorrelacionados, o que gera a necessidade do ajuste de um modelo que minimize esta correlação para a aplicação destes gráficos. Desta forma, os dados foram ajustados segundo modelos ARIMA e os gráficos de controle foram elaborados com base nos resíduos resultantes. Os gráficos de controle estudados foram o gráfico de Shewhart e o CUSUM. Após esta aplicação, foi realizada uma simulação a fim de avaliar o desempenho de cada um dos gráficos para determinar o melhor método de monitoração.
Utilização da estatística multivariada no estudo da contribuição de cada zona-reservatório no volume de água produzida em um campo de petróleo da bacia potiguar - Brasil
(2016-04-29) Machado, Shirley Feitosa; Silva, Djalma Ribeiro da; ; ; Araújo, Danyelle Medeiros de; ; Pinho, André Luis Santos de; ; Costa, Emily Cintia Tossi de Araújo; ; Cunha, Jardel Dantas da; ; Souza, Katia Regina;
Campos de petróleo quando atingem sua maturação é comum o decaimento da produção de hidrocarbonetos sendo necessária, a abertura de novas zonas produtoras. Coma a abertura dessas novas zonas, aumenta a produção de água, ficando cada vez mais difícil identificar qual zona é responsável pela maior parte do volume de água produzida. O custo para essa identificação é alto, pois são operações dispendiosas que necessitam de sondas e equipamentos especiais de elevado custo. De acordo com esse panorama esse trabalho visa o estudo e a aplicação da análise discriminante na identificação de assinaturas padrões de cada zonas produtoras e o desenvolvimento de ferramentas gráficas que auxiliam na estimativa da contribuição de cada zona produtora no volume de água produzida em poços que produzam em mais de uma zona ao mesmo tempo. A cromatografia de íons foi à metodologia proposta para a quantificação dos íons presentes nas amostras, sendo essa validada para a análise de cátions majoritários e ânions simultaneamente. Os dados obtidos apresentaram valores satisfatórios para as figuras de mérito, como precisão, seletividade, linearidade entre outros. Através da análise de discriminante foi possível a obtenção de uma função que distingue quimicamente as zonas de produção, e a partir de experimentos com misturas de proporções pré-definidas, foi possível desenvolver modelos matemáticos e ferramentas gráficas para estimar a contribuição das zonas nos poços que produzem em mais de uma zona simultaneamente.

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