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Adição de resíduo cerâmico em pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-06-01) Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Santos, Iêda Maria Garcia dos; ; http://lattes.cnpq.br/7060067415685353; Barros, Joana Maria de Farias; ; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Pergher, Sibele Berenice Castella; ; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414
O desenvolvimento das atividades do setor de petróleo e gás tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimentação de poços de petróleo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a injeção de vapor, procedimento necessário para aumentar a recuperação do petróleo em reservatórios com óleo de alta viscosidade. O geopolímero é um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produção de componentes resistentes ao fogo, na construção de estruturas, e para o controle de resíduos tóxicos ou radioativos. Geopolímeros resultam da condensação polimérica de aluminosilicatos e silicatos alcalinos originando estruturas poliméricas tridimensionais. São produzidos de uma maneira distinta daquela do cimento Portland, onde é feita uma solução ativadora que é misturada ao precurssor geopolimérico. Dentre os trabalhos estudados, alguns permitiram-nos concluir que as pastas preparadas com metacaulim como precursor apresentaram melhor desempenho de suas propriedades. Vários estudos apresentam a adição de resíduos argilosos como forma de redução do custo final e melhoria das propriedades da pasta. Com base nisso, o objetivo do trabalho é estudar a influência da adição de rejeito cerâmico em pastas geopoliméricas. Para o desenvolvimento do estudo foram realizados testes de reologia, filtrado, tempo de espessamento, resistência à compressão, água livre, peso específico e permeabilidade, de acordo com o American Pretoleum Institute (API). Os resultados encontrados para todas as formulações demonstram que as pastas estudadas apresentam resistência mecânica elevada para uma pasta leve; volume de filtrado baixo; ausência de água livre; permeabilidade muito baixa; pasta fluída, coerente com uma pasta leve; e tempo de espessamento baixo, que pode ser corrigido com a utilização de um retardador de pega. Para caracterização morfológica, microestrutural, físico-química, química e térmica, foram realizadas caracterizações por DRX, MEV, DTA, TG, FT-IR. No ensaio de DRX, verificou-se que o geopolímero é um material amorfo, com um pico cristalino de caulinita. Nos testes de TG/DTA, foi observado a presença de um evento significativo, que representa a perda de massa referente a água, sendo observado também a redução da perda de massa com o aumento da concentração de rejeito cerâmico. No ensaio de MEV, encontrou-se uma matriz uniforme e nos espectros de FT-IR, observou-se a presença da banda referente à água. A partir de todos os resultados foi possível determinar que a faixa de concentração ótima de rejeito cerâmico para uso em pastas geopoliméricas é entre 2,5 e 5 %
Aditivação de pastas geopoliméricas com tetraborato de sódio e látex não iônico para cimentação de Poços de Petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-04-23) Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Melo, Dulce Maria de Araújo; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; Marinho, érika Pinto; ; http://lattes.cnpq.br/1192938961586608
O desenvolvimento das atividades do setor petróleo e gás tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimentação de poços de petróleo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a injeção de vapor, procedimento necessário para aumentar a recuperação do petróleo em reservatórios com óleo de alta viscosidade. O geopolímero é um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produção de componentes resistentes ao fogo, na construção de estruturas, e para o controle de resíduos tóxicos ou radioativos. O látex é extensamente usado em pastas de cimento Portland e tem como característica o aumento significativo da resistência à compressão das pastas. O tetraborato de sódio é usado em cimentos odontológicos como retardador de pega em resinas. A adição deste aditivo tem a finalidade de melhorar a propriedades das pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo. As pastas estudadas são constituídas de metacaulim, silicato de potássio, hidróxido de potássio, látex não iônico e tetraborato de sódio. As propriedades avaliadas foram: viscosidade, resistência mecânica, tempo de espessamento, densidade e controle de filtrado, na temperatura ambiente (27°C) e de especificação de cimento. Os testes foram realizados seguindo as recomendações práticas da norma API RP 10B. As pastas aditivadas com tetraborato de sódio não modificaram as propriedades reológicas em relação a pasta sem aditivo, assim como não modificaram as propriedades mecânicas e a densidade das pastas. O aumento da concentração de tetraborato de sódio aumentou o volume de filtrado das pastas nas duas temperaturas estudadas. A propriedade que o tetraborato de sódio obteve o melhor desempenho foi em relação ao tempo de pega, onde a adição do aditivo conseguiu triplicar o tempo de espessamento das pastas. Com relação às pastas aditivadas com látex observou-se que a adição desse aditivo diminuiu as propriedades reológicas e a densidade do sistema. Na temperatura ambiente, o aditivo funcionou como acelerador de pega e aumentou a resistência mecânica das pastas. A presença de água reduziu a densidade das pastas e aumentou o volume de filtrado a medida que aumentou a concentração do aditivo. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o tetraborato de sódio e o látex não iônico são aditivos promissores para pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo
Avaliação das propriedades elétricas de paredes de alvenaria convencionais na faixa de micro-ondas por um método não-destrutivo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-15) Praxedes, Maria Elizabeth Teixeira Santana; Cabral, Kleber Cavalcanti; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; https://orcid.org/0000-0001-7502-3002; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; http://lattes.cnpq.br/6076490376057428; Vasconcelos, Cristhianne de Fátima Linhares de; http://lattes.cnpq.br/3140725798737102; Souza, Wendell Rossine Medeiros de
As características de propagação de sinais de micro-ondas, como perda de potência e velocidade, em edificações determinam significativamente o desempenho operacional dos dispositivos móveis no interior dos prédios. Essas características são determinadas pelas propriedades elétricas das paredes que compõem as alvenarias dessas edificações. Dessa forma, avaliar a perda de potência provocada pelos principais materiais empregados em alvenaria, bem como as propriedades elétricas destes materiais, é fundamental para o projeto dos enlaces de comunicação sem fio indoor. Nesse sentido, esta pesquisa tem o objetivo de avaliar a atenuação de sinais de micro-ondas e as propriedades elétricas em diferentes materiais utilizados em alvenaria de edificações (blocos cerâmicos, blocos de concreto e paredes de gesso). Para isso, produziu-se três amostras de paredes de cada um desses materiais para fins de caracterização quanto a sua estrutura, organização microestrutural e propriedades elétricas. Foram determinadas a atenuação no sinal sem fio provocada por cada tipo de material, e as propriedades elétricas como permissividade elétrica, eficiência de blindagem e condutividade elétrica a partir de um esquema experimental de medição proposto neste trabalho. Os valores médios para coeficientes de atenuação em função da frequência para a faixa de operação dos principais serviços 5G e de Internet das Coisas (IoT) foram obtidos. Além disso, foi avaliada a dependência da atenuação do sinal sem fio com tipo de material e sua composição e a influência do tipo de revestimento das paredes na atenuação dos sinais. Os resultados indicaram que as paredes de blocos cerâmicos provocaram a maior atenuação do sinal, dentre todos os tipos de alvenaria analisados; enquanto que as paredes de gesso foram as que provocaram as menores atenuação. Quando comparadas as alvenarias de blocos não estruturais, verifica-se que as paredes de blocos de cimento apresentaram atenuações menores, quando comparadas às paredes em blocos cerâmicos. Após a análise das micrografias dos blocos cerâmicos e de cimento, pode-se afirmar que quanto maior o índice de vazios e a porosidade do material que a parede foi fabricada, menor era o valor de sua permissividade elétrica e por consequência menor é atenuação provocada nos sinais sem fio.
Avaliação de pastas de cimento reforçadas com fibras de basalto moídas para aplicação em poços de petróleo
(2018-12-21) Paiva, Luanna Carla Matias; Martinelli, Antonio Eduardo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; ; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; Cabral, Kleber Cavalcanti; ; Sampaio, Zodinio Laurisa Monteiro;
A dispersão de fibras curtas à pasta de cimento pode melhorar a resistência à compressão e a energia à fratura de materiais cimentantes endurecidos. Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito da adição de fibras de basalto moídas às pastas de cimento Portland. As fibras foram adicionadas em tamanhos médios variados e obtidos por moinhos de bolas. Inicialmente, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% (BWOC) e sílica flour 40% (BWOC), curadas por período de 7 dias sob diferentes temperaturas estáticas de fundo de poço (BHST): 80 °C (176 °F) e 300 °C (572 °F). Em seguida, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% e 10% (BWOC), e diferentes tipos sílicas, como sílica flour e/ou metacaulim, em teores de 30%, 35%, 40% e 45% (BWOC), curadas por 7 dias sob BHST a 80° C. A caracterização dos aditivos foi realizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X e termogravimetria. As propriedades mecânicas e a microestrutura das pastas endurecidas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a moagem das fibras de basalto foi um método eficiente para ajustar o comprimento das fibras de lã de rocha, promovendo a mistura das pastas e, portanto, bombeabilidade adequada. Além disso, a rugosidade na superfície da fibra obtida após processo de moagem pode ser responsável por uma melhor aderência fibramatriz. As adições combinada de sílica e fibras de basalto melhoram a energia à fratura das amostras curadas a 80 °C, portanto abaixo da temperatura de retrogressão de resistência. Composição de pasta com fibras de basalto moídas 10% (BWOC) e sílica flour 30% (BWOC) revelou um material com alta energia à fratura e resistência à compressão, resultando em aumentos de ~ 36 J para ~ 52 J e ~ 28 MPa para ~ 37 MPa, respectivamente. A cura a 300 ºC resultou em significativo consumo de fibras por reações pozolânicas, as quais não foram evitadas pela adição de sílica flour. Portanto, o uso de fibras de basalto moídas por moinho de bolas pode ser uma solução econômica e ambiental, para melhorar a energia à fratura de pastas de cimento em poços de petróleo abaixo da retrogressão de resistência.
Caracterização da atenuação de sinais de rádio frequência por diferentes materiais empregados em alvenaria
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-27) Oliveira, Amanda Karine Miranda de; Silva Neto, Valdemir Praxedes da; https://orcid.org/0000-0003-3867-3297; http://lattes.cnpq.br/4160231554601828; http://lattes.cnpq.br/0315792067889207; D'Assunção, Adaildo Gomes; http://lattes.cnpq.br/4159638862269940; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Pinheiro, Fred Sizenando Rossiter
Nos últimos anos, o desenvolvimento tecnológico e os avanços nos estudos de sistemas de comunicação baseados em rádio-frequência (RF) têm fomentado pesquisas, com destaque para a propagação de sinais de RF no ambiente indoor. No entanto, ainda há um espaço não preenchido no que diz respeito à pesquisa sobre a influência de materiais da construção civil no desempenho de propagação desses sinais de rádio. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento dos sinais de RF ao alcançarem obstáculos de elementos construtivos baseados em blocos cerâmicos e de gesso, e determinar experimentalmente a atenuação provocada por esses materiais, que são usualmente empregados no cenário da construção civil. Um setup de medição é estudado neste trabalho e amostras desses materiais foram submetidas aos sinais de RF na faixa de frequência entre 700 MHz a 2500 MHz. Foram analisadas 03 amostras de cada tipo de material e os resultados medidos para a atenuação dos sinais foram estatisticamente tratados e comparados. Os resultados indicam que a atenuação do sinal de RF depende do tipo de material empregado, sendo, portanto, necessário desenvolver estudos na tentativa de testar outros materiais que atendam aos requisitos da construção civil e minimize as perdas de propagação desses sinais no ambiente indoor. Dentre as amostras de materiais analisadas, verifica-se que as placas de gesso para parede são as que apresentaram uma maior atenuação média do sinal em cada frequência específica. Isso pode ser explicada tanto pela composição do material como pela estrutura física, pois os blocos de gesso para parede apresentam uma espessura sólida sem vazados.
Caracterização das argamassas históricas existentes na Usina de Ilha Bela localizada no município de Ceará Mirim/RN
(2019-02-22) Menezes, Adna Lúcia Rodrigues de; Cabral, Kleber Cavalcanti; Almeida, Maria das Vitórias Vieira; ; ; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel;
Procurando manter a identidade de uma sociedade, a busca pela conservação do patrimônio cultural é fundamental. As edificações históricas são partes integrantes deste patrimônio, pois guardam evidências sobre a história construtiva da edificação, bem como métodos e materiais, o que é de suma importância para atender aos princípios de restauro desses bens. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo caracterizar as argamassas de revestimento da Usina de Ilha Bela/RN. Para tal, foi realizada visita in loco para observação visual e registro fotográfico da edificação, e coleta de amostras de argamassas de revestimento para posterior caracterização físico-química e mineralógica por meio de análise visual e técnicas analíticas em laboratório, FRX, DRX, TG/DTG, determinação do teor de aglomerante por ataque ácido, granulometria, absorção de água por imersão e resistência à compressão. A partir das análises constatou-se que as argamassas estudadas são ricas em cal, com aglomerante de natureza calcítica e areia de origem silicosa, como agregado, com a presença de argila. As argamassas A01, A03, A04, A05 e A06 são constituídas de cal e areia, enquanto a argamassa A02 é constituída de cal, areia e argila. Cujas relações aglomerante/agregado são: 1:3 para as amostras A01 e A04, 1:8 para as amostras A02 e A03 e 1:6 para as amostras A05 e A06. Desse modo, a partir das informações sobre as argamassas existentes é possível projetar uma argamassa de reconstituição compatível para realização da conservação desses edifícios históricos, ressaltando valores históricos e culturais, contribuindo assim para a preservação desses monumentos do estado.
CSRR-Based microwave sensor for dielectric materials characterization applied to soil water content determination
(MDPI, 2020-01-01) D´Assunção, Adaildo Gomes; Oliveira, João Guilherme Domingos de; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Silva Neto, Valdemir Praxedes da
A new and compact sensor based on the complementary split-ring resonator (CSRR) structure is proposed to characterize the relative permittivity of various dielectric materials, enabling the determination of soil water content (SWC). The proposed sensor consists of a circular microstrip patch antenna supporting a 3D-printed small cylindrical container made out of Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) filament. The principle of operation is based on the shifting of two of the antenna resonant frequencies caused by changing the relative permittivity of the material under test (MUT). Simulations are performed enabling the development of an empirical model of analysis. The sensitivity of the sensor is investigated and its effectiveness is analyzed by characterizing typical dielectric materials. The proposed sensor, which can be applied to characterize different types of dielectric materials, is used to determine the percentage of water contained in different soil types. Prototypes are fabricated and measured and the obtained results are compared with results from other research works, to validate the proposed sensor effectiveness. Moreover, the sensor was used to determine the percentage of water concentration in quartz sand and red clay samples
Desenvolvimento de nanocompósito (hidroxiapatita/ poliuretano) pela gelação (gelling) de poli ( álcool vinílico) (PVA) para remoção de metais pesados
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-10-18) Silva, Dany Geraldo Kramer Cavalcanti e; Ladchumananandasivam, Rasiah; Quina, Margarida Maria João de; http://www.degois.pt/visualizador/curriculum.jsp?key=7906508732058961; Ferreira, Licinio Manuel Gando de Azevedo; http://www.degois.pt/visualizador/curriculum.jsp?key=1812832255710564; ; http://lattes.cnpq.br/8553209522282182; ; http://lattes.cnpq.br/8363044275404035; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; ; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; Silva, Kesia Karina de Oliveira Souto; ; http://lattes.cnpq.br/4712628443097348; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Brito, Luiz Pereira de; ; http://lattes.cnpq.br/4719691319300166
A remoção de microcontaminantes, em especial no tratamento de efluentes contendo metais pesados, é um desafio na atualidade, em decorrência de seu elevado custo e baixa eficiência. Uma tecnologia que vem surgindo como promissora é a aplicação de nanocompósitos biodegradáveis, a qual apresenta uma eficiência favorável de remoção e recuperação deste microcontaminante, além de seu baixo custo. Neste âmbito, o presente estudo objetivou desenvolver e caracterizar um nanocompósito à base de hidroxiapatita (HAP), poliuretano (PU) e álcool povinilíco (PVA) para remoção de metais pesados. A investigação foi desenvolvida em várias etapas: i)- caracterização físico-química e microbiológica de efluentes hospitalares, como potencial caso de estudo; ii)- produção de hidroxiapatita por meio da técnica de precipitação aquosa, e respectiva caracterização; iii)- produção de nanocompósito com revestimento, no qual a hidroxiapatita (HAp) foi adicionada aos pré-polímeros de poliuretano, e a película de álcool polivínilico e hidroxiapatita foi produzida e aderida ao compósito; iv)- produção de compósito não-peliculado PU/HAp nas proporções a 20 e 40% de HAp; v)- caracterização do compósito pelas técnicas de DRX, FTIR, MEV/EDS, BET, Potencial Zeta e TGA; vi)- tratamento físico-químico da fibra de sisal e coco, como potenciais bioadsorventes de baixo custo utilizados em estudos comparativos; vii)- testes de adsorção de metais pesados (níquel e cádmio). Neste âmbito, foi realizada uma triagem inicial de capacidade de adsorção da HAp, PU/HAp 20 e 40% e PU/HAp/PVA, envolvendo estudos cinéticos de adsorção de Cd (II). De modo a identificar as variáveis mais importantes na adsorção de Cd (II) pelo compósito PU/HAp, foi também considerado o desenho de experiências (factorial design). Adicionalmente, este adsorvente (PU/HAp) foi também testado como adsorvente de Cd e Ni. Finalmente, foram realizados testes de adsorção de Cd em fibras de coco, e de Ni em fibras de sisal. O estudo realizado permitiu concluir que o compósito PU/HAp 40% apresentou elevada eficiência na remoção de Cd (II) e Ni (II), superiores a 80%, sendo equivalente às fibras lignocelulósicas utilizadas e à HAp produzida. Como principal conclusão deste estudo, destaca-se o fato de que estes materiais podem ser utilizados no tratamento de efluentes para remoção de metais pesados, dado que apresentam baixo e custo e elevada eficiência
Desenvolvimento de um sistema misto de pasta à base de geopolímero e cimento portland para correção de perda de circulação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-02-18) Barros, Marcus Vinicius Cavalcanti; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/4318328786821027; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710
A engenharia de materiais abrange processos e produtos envolvendo várias áreas da engenharia, permitindo que sejam preparados materiais que atendam a várias necessidades de novos produtos. Neste caso, este trabalho tem por objetivo estudar um sistema de pasta composto por cimento e geopolímeros, que possa contribuir para a resolução de um problema de engenharia que envolve diretamente a exploração de poços de petróleo sujeitos à perda de circulação. Para corrigi-la, já foi proposto na literatura o uso de materiais granulares, fibrosos, redução da densidade do fluido de perfuração ou pasta de cimento e até mesmo sistemas mistos de fluidos misturados na superfície ou no fundo do poço. Neste trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um sistema misto de pastas, sendo o primeiro à base de cimento Portland e o segundo à base de geopolímero. A pasta à base de cimento, foi formulada com baixa massa específica e aditivos extendedores, 12,0 lb/gal (1,438 g/cm³), apresentando grande caráter tixotrópico. Essa pasta foi aditivada com nanossílica, em concentrações de 0,5; 1,0 e 1,5 gpc (66,88; 133,76 e 200,64 L/m3) e CaCl2, em concentrações de 0,5; 1,0 e 1,5 %. A segunda pasta se constitui à base de geopolímero, sendo formulada a partir das razões molares de 3,5 (nSiO2/nAl2O3); 0,27 (nK2O/nSiO2); 1,07 (nK2O/nAl2O3) e 13,99 (nH2O/nK2O). E por fim, foi realizada a mistura desses dois sistemas, visando sua aplicação para correção de perda de circulação. Para caracterizar os precursores foram utilizadas as técnicas de DRX, FRX, FTIR e titulação. Foram realizados os ensaios de caracterização baseados na API RP10B para ambas as pastas puras. Ensaios de resistência à compressão foram realizados após a cura por 24 horas, 7 e 28 dias à 58 ºC, para os sistemas de pasta de cimento e geopolímero, separadamente. A partir das misturas, foi realizado o ensaio de misturabilidade e caracterizações microestruturais (DRX, TG e MEV). Os resultados mostraram que a nanossílica, quando combinada ao CaCl2 modificou as propriedades reológicas da pasta de cimento e a partir da concentração de 1,5 gpc (200,64 L/m³) foi possível se obter sistemas estáveis. A mistura dos sistemas ocasionou uma modificação da microestrutura do material, através do favorecimento da reação de geopolimerização em detrimento da hidratação da fase C3S, com isso, a produção das fases Portlandita e C-S-H foram prejudicadas. Através dos ensaios de misturabilidade, devido ao reduzido tempo de pega das misturas, pode-se concluir que o sistema misturado, pode ser aplicado para tamponar zonas de perda de circulação quando misturado no fundo do poço
Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-29) Araújo, Andressa Galvão de; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/5134890528216134; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Araújo, Rísia Amaral
Na atualidade, a busca por materiais de construção que promovam a eficiência energética em edifícios está se tornando cada vez maior, pois além de contribuírem para redução das emissões de gases do efeito estufa, eles também aumentam o conforto térmico e reduzem o consumo de energia. A substituição parcial de areia por agregados porosos, tais como a vermiculita expandida, apresentam grande potencial para modificação das propriedades térmicas das argamassas, com o melhoramento do isolamento térmico das construções. Contudo, agregados porosos também reduzem a resistência mecânica das argamassas. Para contornar essa dificuldade, aditivos plastificantes, tais como lignosulfonatos, podem ser empregados em conjunto com agregados porosos, para reduzir a água de amassamento das misturas, resultando em maiores resistências mecânicas e durabilidade das argamassas. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito sinérgico da adição combinada da vermiculita expandida com um plastificante à base de lignosulfonato em argamassas de revestimento. Foram preparadas argamassas com traço 1:3 em volume, com substituição de 0%, 25% e 50% de areia por vermiculita expandida e adição de 0 e 2% de lignosulfonato. As argamassas resultantes foram caracterizadas no estado fresco medindo-se o índice de consistência e a densidade de massa fresca. No estado endurecido, foram avaliados a densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios, módulo de elasticidade, resistência à compressão, tração na flexão e de aderência à tração. O isolamento térmico das argamassas foi avaliado medindo-se o gradiente de temperatura entre faces opostas de placas de argamassa de 26,5 x 20,0 por 1,5 cm de espessura. Observou-se que à medida que a concentração de vermiculita aumentou, a densidade das argamassas e suas resistências mecânicas diminuíram. A adição de 2% de plastificante na argamassa contendo 50% de vermiculita reduziu a quantidade de água de mistura, melhorando a resistência à compressão em 15% e à tração na flexão em 9%. O uso combinado de 50% de vermiculita e 2% de lignosulfonato resultou em um aumento do gradiente de temperatura entre as faces opostas das argamassas de 6,7 °C (argamassa com 0% de vermiculita e 0% de lignosulfonato) para 9,2 °C. Esse resultado confirma o efeito sinérgico da mistura vermiculita-lignosulfonato na formulação de argamassas com melhor efeito de isolação térmica e resistência mecânica adequada.
Estudo das argamassas históricas existentes nas ruínas da Igreja de Santa Rita de Cássia localizada no município de Pedro Velho/RN - Brasil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-25) Cruz, Maísa Dantas Silveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; http://lattes.cnpq.br/1058881413700688; Almeida, Maria das Vitórias Vieira; http://lattes.cnpq.br/7590200701773198; Silva, Leonete Cristina de Araújo Ferreira Medeiros
De maneira cada vez mais evidenciada e fundamental está a busca pela conservação do patrimônio cultural, como forma de manter e preservar a identidade de uma sociedade. Como parte integrante desse patrimônio estão as edificações históricas e a melhor maneira de conservá-las e salvaguardá-las é analisando e conhecendo seus materiais e métodos utilizados no período da sua construção, de modo a se fazer uma restauração mais harmônica e eficiente, com materiais similares aos originais. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo a caracterização e o estudo das argamassas de revestimento das ruínas da Igreja de Santa Rita de Cássia, da cidade de Pedro Velho/RN - Brasil. Para tal, foram realizadas visitas in loco para observações visuais e registros fotográficos das ruínas históricas, bem como a coleta de 30 (trinta) amostras de argamassas de revestimento para posterior caracterização físico-química por meio de análise visual, tátil e de emprego de técnicas analíticas realizadas em laboratório, sendo desenvolvidos os ensaios de FRX, DRX, teor de argamassa (aglomerante:agregado) por ataque ácido e análise granulométrica. A partir dessas análises constatou-se que as argamassas analisadas são ricas em cal, com aglomerante de natureza calcítica e areia de origem silicosa, como agregado, com a presença de argila em sua composição, apresentando relações de aglomerante:agregado diferentes em quase todas as argamassas, variando traços de 1:3 a 1:13, comprovando a sua produção sem qualquer controle tecnológico. Portanto, para o caso de um possível futuro restauro, devem ser realizadas argamassas constituídas de cal e areia com traços diferentes, compatíveis com o local de assentamento a ser restaurado.
Influência da adição de cálcio nas propriedades de pastas geopoliméricas destinadas a cimentação de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-02-16) Ribeiro, Diego Brasil; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/7090303770396000; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710
Nos dias atuais a busca por novas tecnologias que possam acompanhar os desafios que surgem dia a dia na indústria do petróleo é constante, sempre tentando melhorar as propriedades dos materiais que são utilizados, buscando o melhor desempenho e maior vida útil. Além de buscar novas tecnologias é de fundamental importância o desempenho dos materiais e que estes sejam ambientalmente corretos. No ramo da cimentação de poços de petróleo, essa procura por novas tecnologias passa pelo desenvolvimento de sistemas de pastas que suportem as solicitações requeridas pelas normas internacionais e nacionais para esse setor. Nesse contexto, lança o desafio de se produzir novos sistemas de pastas para o revestimento de poços petrolíferos, sejam eles para poços on shore ou off shore. As pastas geopoliméricas apresentam-se como uma boa alternativa para a cimentação de poços de petróleo, pois alem de possuir boas propriedades, comparáveis as pastas de cimento Portland, esse material libera muito menos CO2 na produção das suas meterias primas quando comparados à produção do cimento Portland. Com o intuído de melhorar as propriedades das pastas geopoliméricas foi adicionado o óxido de cálcio, pois foi observado em outros trabalhos que pastas onde o cálcio esta presente os valores de resistência a compressão são maiores. A adição foi realizada baseada na razão molar CaO/SiO2 de 0,05, 0,10 e 0,15, foram realizados ensaios de resistência a compressão, tempo de espessamento, reologia e filtrado das pastas seguindo a NBR 9831, bem como as caracterizações físico químicas de DRX, MEV, TG. Foi observado que na maioria dos ensaios as pastas seguem uma tendência ate a razão de 0,10 que se inverte na razão de 0,15. Esse comportamento pode ser explicado por dois fenômenos que ocorrem simultaneamente: o primeiro é a quebra das cadeias poliméricas com um conseqüente aumento da mobilidade das moléculas, que prevalece ate a razão de 0,1, e o segundo é a possível aproximação das cadeias devido a capacidade do íon cálcio estabilizar as cargas de dois alumínios diferentes. Existe apenas a linearidade no comportamento mecânico que pode ser atribuído ao aparecimento da fase C-S-H. Com base nisso pode se concluir que o fenômeno de quebra das cadeias poliméricas predomina até a razão de 0,1, provocando o aumento no volume de filtrado, diminuição dos parâmetros reológicos e aumento do tempo de espessamento. A partir da razão 0,15 a aproximação das cadeias predomina e assim o comportamento se inverte
influência da adição de diferentes sais em pastas de cimento portland para cimentação de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-09-28) Costa, Bruno Leonardo de Sena; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/8841158786789727; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710
Um dos grandes desafios da atualidade relacionado com a área de materiais diz respeito à produção de produtos e processos para uso na indústria do petróleo, mais precisamente relacionado à área do Pré-sal. Avanços foram alcançados nos últimos anos permitindo a perfuração da camada de sal, com a redução do tempo para perfuração dos poços e maior êxito ao final da operação. Apesar dos avanços, uma série de desafios ainda é passível de soluções e um deles refere-se à preparação de pastas para a cimentação de poços nessas zonas com camadas evaporíticas. Dentro deste contexto, este estudo teve por objetivo analisar a influência dos sais NaCl, KCl, CaSO4 e MgSO4 no comportamento mecânico e estrutura química dos produtos hidratados. Como metodologia, foram preparadas e analisadas pastas de cimento com concentrações variadas destes sais que são comumente encontrados nas formações salinas do reservatório do Pré-sal. As concentrações dos sais empregadas nas formulações das pastas foram de 5%, 15% e 30%. As pastas foram formuladas com peso específico de 15,8 lb/gal e o cimento utilizado na preparação das pastas foi o do tipo Portland Classe G. Foram realizados ensaios de resistência à compressão em corpos de prova curados por 24 horas e 28 dias. Também foram realizados ensaios de caracterização cristalográfica (DRX) e morfológica (MEV). De acordo com os resultados apresentados, observa-se que os maiores valores de resistência são atribuídos às pastas com concentração de 15 % para todos os sais. Houve, também, redução dos valores de resistência das pastas formuladas com concentração de 30 % para todos os sais. Através das análises de caracterização micro estrutural foi possível observar a influência dos sais nos principais produtos hidratados do cimento Portland
Influência da utilização de resíduo de cerâmica vermelha nas propriedades de argamassas mistas
(2017-11-06) Araújo, Rísia Amaral; Nóbrega, Andreza Kelly Costa; Cabral, Kleber Cavalcanti; https://orcid.org/0000-0001-7502-3002; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; http://lattes.cnpq.br/9418395015529669; Almeida, Maria das Vitórias Vieira; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710
A fabricação dos materiais de construção requer elevado dispêndio de energia e extração de recursos naturais, o que implica na geração de impactos ambientais preocupantes, em função da produção de resíduos gasosos e sólidos, como também mudanças desastrosas do meio ambiente. Nesse contexto, existe um inconveniente do uso de Cimento Portland, em razão do alto consumo energético e emissão de dióxido de carbono provocado pela calcinação da matéria prima. Outro material poluente é o proveniente da indústria de cerâmica vermelha, o qual emite resíduos gasosos e ainda origina demasiado volume de resíduos sólidos em virtude de falhas no processo produtivo. Por outro lado, na antiguidade, as argilas termicamente tratadas, inclusive na forma de tijolos cerâmicos finamente moídos, foram amplamente utilizadas devido às reconhecidas propriedades hidráulicas que conferiam as argamassas de cal aérea. Dessa forma, esse estudo pretende avaliar a influência do resíduo de cerâmica vermelha (RCV) oriundo de telhas nas propriedades de argamassas mistas, a fim de que possa ser dado um destino adequado a esse resíduo. O RCV após cominuído em partículas menores que 0,036 mm, foi adicionado em substituição parcial ao cimento Portland no traço 1:1:6 (cimento: cal: areia) de argamassas mistas empregada em revestimentos de paredes e tetos. Inicialmente o resíduo foi caracterizado e sua atividade pozolânica investigada por de meio ensaios mecânicos, análises granulométricas, termogravimétricas e microestruturais. O teor de substituição das argamassas foi variado em 0, 10, 20 e 30% e as respectivas propriedades no estado fresco (consistência, densidade, teor de vazios e retenção de água) e no estado endurecido (absorção de água, densidade, resistência à tração na flexão e à compressão, e módulo de elasticidade) foram avaliadas. Constatou-se que o RCV possui significativa quantidade de silicatos e aluminatos reativos, comprovadas pela expressiva atividade pozolânica que foi identificada nas análises químicas e físicas e no índice de desempenho mecânico 11% superior ao de referência. Já na produção das argamassas de revestimento com RCV obteve-se uma melhoria na trabalhabilidade, comprovada pela otimização das propriedades no estado fresco, obtidas entre os teores de substituição do cimento Portland. No estado endurecido, as propriedades físicas e mecânicas das argamassas com RCV apresentaram-se equivalentes à argamassa de referência para os traços com 20% e 30% de substituição e melhorias significantes para o traço com 10% de substituição do cimento Portland por RCV. Com isso, constata-se que o RCV apresenta características pozolânicas que resulta na melhoria das propriedades da argamassa no estado fresco e endurecido, sendo o teor de 10% o mais indicado em virtude da otimização das propriedades.
Influência do teor de hidroxipropilmetilcelulose nas propriedades mecânicas e térmicas de argamassas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-05-26) Batista, Isla Licely Rodrigues; Cabral, Kleber Cavalcanti; Souza, Wendell Rossine Medeiros de; http://lattes.cnpq.br/1935383443804607; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos
A aplicação de materiais isolantes na construção civil é uma estratégia inteligente que promove eficiência energética, reduzindo o consumo de energia ao proporcionar uma melhor retenção térmica nos ambientes, tornando-os mais confortáveis e economizando recursos. Busca-se melhorar o desempenho térmico principalmente pelo uso de técnicas para manutenção das temperaturas internas por meio dos materiais cimentícios com o uso de aditivos adquirem propriedades isolantes. Assim sendo, o presente estudo tem como objetivo observar a influência da utilização da hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) nas propriedades térmicas e mecânicas das argamassas de revestimento. Para tanto cinco concentrações do produto foram analisadas (0,015%, 0,030%, 0,045%, 0,060%, 0,090%) e comparadas com traço referência. Para determinar as propriedades do estado fresco e endurecido das argamassas realizou-se ensaios de resistência à compressão, à tração na flexão, à flexão por aderência, absorção de água por imersão, densidade de massa, módulo de elasticidade e perda de água por evaporação. O desempenho térmico foi determinado por meio de um simulador. Os resultados apontam que o uso da HPMC permite obter um material mais leve com redução de 11,76% do seu peso devido à alta porosidade provocada pelo aditivo, este alto índice de vazios contribui para o isolamento térmico diminuindo a condutividade do material em até 30% enquanto o fluxo de calor permanece fixo em aproximadamente 49 W, a resistência à passagem do calor através da placa varia de acordo com o acréscimo de HPMC, a maior incorporação do aditivo apresenta 32,6% mais resistência térmica que o traço referência.
Pastas de cimento para aplicação em poços de petróleo com zonas fraturadas
(2018-03-23) Araújo Filho, Romero Gomes da Silva; Melo, Marcus Antonio de Freitas; ; ; Braga, Renata Martins; ; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; Costa, Bruno Leonardo de Sena; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; Curbelo, Fabiola Dias da Silva;
Depósitos de hidrocarbonetos compostos de petróleo e gás natural ocorrem naturalmente em todo o mundo. Tais depósitos estão normalmente contidos dentro de rochas denominadas "rochas reservatório", em geral arenitos ou carbonatos. Esses depósitos existem em variadas condições de pressão, temperatura e profundidade, desde poucas centenas até milhares de metros. Durante o processo de perfuração do poço de petróleo, para atingir as rochas reservatório, é comum encontrar zonas com alta permeabilidade ou naturalmente fraturadas, onde existe a possibilidade de parte ou da totalidade do cimento ou do fluido de perfuração utilizado ser perdido, isso é: invadir a formação que está sendo perfurada e/ou cimentada sem retorno. Tais eventos, conhecidos na indústria como “perda de circulação” podem causar vários efeitos indesejáveis, dentre eles, perda de controle do poço durante a perfuração/completação ou falhas na cimentação, podendo ocasionar inclusive a perda do poço ou graves acidentes. Comercialmente, existem alternativas para o desenvolvimento de sistemas de pastas de cimento com controle de perda de fluido para a formação. Entretanto, a maior parte dessas soluções apresentam alto custo e baixa garantia de eficiência. Devido à redução nas margens operacionais da indústria de petróleo e à redução do preço do barril de petróleo, busca-se cada vez mais otimizar esses processos, reduzindo custos e possibilidades de falhas. Nesse trabalho foi realizado um conjunto de planejamentos estatísticos para determinar, conjuntamente, qual a melhor pasta de cimento que poderia ser desenvolvida com os materiais utilizados para controle de perda e, dentre esses materiais, como esses se comportariam na perda de fluido. A pasta estudada foi desenvolvida com vermiculita, cloreto de cálcio e nanossílica, estudando-se a ação da vermiculita como agente redutor de densidade do sistema. Além desses, foi também adicionada esponja de poliestireno à pasta para atuar como controlador de perda de circulação. Foi possível obter composições estáveis, com alta razão água/cimento, propriedades reológicas adequadas e baixas densidades, que foram fixadas em 12,5 lb/gal e ótimo controle de perda de circulação. Ensaios de estabilidade à decantação mostraram que as pastas foram estáveis nas condições propostas, e os ensaios de resistência à compressão mostraram valores da ordem de 10 MPa. A ação da espuma contribuiu com a diminuição de até 97,5% da perda de fluido para a formação, comparado com outras pastas sem espuma. Dessa forma, ficou demonstrado que a espuma é um agente de grande utilidade no controle da perda de fluido para formação.
Utilização de nanosílica como aditivo estendedor para pastas cimentantes de baixa densidade destinadas à cimentação de poços petrolíferos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-08-24) Ribeiro, Danilo Brasil; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/1978548567270409; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519
As operações de cimentação são realizadas em diferentes etapas da fase de perfuração de um poço e são de importância elevada, pois às funções que possuem são fundamentais para uma longa vida do poço,dentre as quais podemos destacar, manter a estabilidade mecânica do poço, promover o isolamento hidráulico, dar sustentação a coluna. Em algumas situações as zonas da formação a serem cimentadas possuem baixas pressões de fratura, sendo assim necessária a utilização de pastas de cimento leves para evitar que a pressão hidrostática na formação seja maior do que a pressão de fratura. Existem três maneiras de reduzir a densidade das pastas de cimento: através de aditivos estendedores de água, microesferas e pasta espumada. O aditivo estendedor de água mais utilizado é a bentonita sódica, que é uma argila com uma boa capacidade de absorção de água e expansão do seu volume, porém a grande desvantagem desse aditivo é que o aumento de sua concentração implica na redução de resistência mecânica. Atualmente a utilização de partículas em escala nanométrica tem recebido uma atenção especial, principalmente pelo fato de obter novas funcionalidades. Seguindo essa tendência, esse trabalho tem o objetivo de utilizar uma solução coloidal de nano sílica como aditivo estendedor em pastas leves para aplicação em poços de petróleo. Desta forma, foram desenvolvidas pastas com densidade fixa de 13lb/gal e concentrações de nano sílica de 0,1gpc; 0,4gpc; 0,7gpc e 1gpc, a influência da nano sílica foi estudada para essas concentrações de forma isolada e combinadas com concentrações variadas de CaCl2. Foram realizados ensaios de reologia, estabilidade, permeabilidade, resistência mecânica, tempo de espessamento. Além dos ensaios tecnológicos, foram realizadas caracterizações microestruturais das pastas após a cura, difração de Raios X (DRX), análise térmica, área superficial pelo método do BET e microscopia eletrônica (FEG). Os resultados mostraram que o aumento da concentração de Nano sílica foi eficiente na melhoria das propriedades reológica assim como na resistência mecânica. Como produto final foi proposta uma formulação de uma pasta que pode ser aplicada no campo

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