Detecção de escoamento envolvendo gás e petróleo empregando técnicas de monitoramento baseadas em radiação infravermelha

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Dutra, Guilherme
• Orientador(a): Martelli, Cicero
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Petróleo; Dióxido de carbono; Escoamento multifásico; Engenharia elétrica; Petroleum; Carbon dioxide; Multiphase flow; Electric engineering
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/718

Na região do espectro visível o petróleo é opaco, porém na região do infravermelho o petróleo apresenta translucidez à radiação. Isto permite a detecção óptica e não intrusiva de fenômenos que ocorram com o petróleo e no interior do volume contendo petróleo. É então explorada a região de 8 a 12 μm mostrando resultados que comprovam o potencial da técnica. A detecção óptica baseia-se na Lei de Beer-Lambert: o espectro eletromagnético emitido por fonte óptica, ao atravessar meio absorvedor, sofre decaimento exponencial na intensidade correspondente ao caminho óptico percorrido, à concentração da substância e ao seu coeficiente de absorção. Porém, em certos casos, outros efeitos ópticos, como a reflexão e a refração predominam, gerando resultados que não são compreendidos somente pelo estudo da absorção. Para compreender tais resultados é implementado modelo matemático do escoamento de bolhas de ar em petróleo. Ao utilizar radiação infravermelha para detecção óptica trabalha-se no liminar entre o domínio óptico e o térmico. Para entendimento dos limites de cada efeito é realizado estudo da influência da variação de temperatura na detecção óptica do petróleo. Tendo todo o sistema óptico caracterizado, são realizados testes com o escoamento de bolhas de ar em petróleo e desenvolvido o circuito fechado para o escoamento bifásico envolvendo petróleo e ar. É observado o escoamento de bolhas em cuveta com 12 mm de comprimento de interação. Como os resultados foram obtidos sem a utilização de materiais otimizados para o comprimento de onda de trabalho, conclui-se ser possível transmissão por caminhos mais longos. Como conclusão, é possível detectar de forma não intrusiva o escoamento bifásico envolvendo petróleo e ar empregando técnicas de monitoramento baseadas em radiação infravermelha. Os resultados são promissores e devem resultar no desenvolvimento de instrumentação com potencial para aplicação em campo para a caracterização de escoamento envolvendo petróleo e outras substâncias como água, CO2, H2S, gás natural entre outros.