Laboratório de Biocorrosão

Coordenadora: Ivani de Souza Bott

E-mail: lab.biocorr@puc-rio.br

O laboratório de Biocorrosão (BioCorr) da PUC-Rio vem atuando na área de Biocorrosão desde 2002, realizando pesquisas sobre processos corrosivos influenciados por micro-organismos e processos correlatos. Nosso objetivo principal é o monitoramento e controle da biocorrosão em sistemas de exploração, produção e escoamento de petróleo.

Os trabalhos desenvolvidos em parceria com empresas do ramo de petróleo, principalmente a Petrobras SA, visam a minimização e até mesmo a eliminação dos efeitos ocasionados pela ação metabólica de micro-organismos presentes nos sistemas de exploração e produção de petróleo. Dentre estes efeitos citamos a produção de gás sulfídrico (H2S), um composto altamente tóxico o qual impacta de modo considerável a saúde ocupacional, a biocorrosão, fenômeno que afeta diversos sistemas desde a exploração, produção e transporte de petróleo e derivados, além do monitoramento da qualidade de águas nas mais diversas aplicações.

A seguir estão descritas as análises para qual o laboratório de Biocorrosão está capacitado:Nesta linha de pesquisa, o grupo vem desenvolvendo trabalhos que visam a avaliação da eficiência de bases ativas de biocidas no combate aos microrganismos indutores e aceleradores deste fenômeno. A aplicação destes produtos é bastante diversificada quanto a forma e local, dependendo das características fisico-químicas e microbiológicas. Entre os vários sistemas estudados podemos citar:

• Sistema de injeção de água do mar para recuperação secundária de petróleo,
• Oleodutos e gasodutos
• Tanques de estocagem de petróleo
• Slopes
• Headers
• Dutos hibernados (fluido para teste hidrostático)

Avaliação de Produtos

Estudos de avaliação estão sendo desenvolvidos tanto a nível de bancada (nas instalações do laboratório), quanto em campo e abrangem os seguintes aspectos:

• Avaliação da concentração mínima inibitória de bases ativas de biocidas (CMI)
• Avaliação da resistência bacteriana aos agentes biocidas
• Avaliação do tempo de recuperação dos micro-organismos envolvidos (ação bacteriostática)
• Avaliação do efeito biocida sobre micro-organismos planctônicos e sésseis
• Avaliação da aplicação contínua ou em batelada
• Avaliação da aplicação em condições dinâmicas de fluxo (através de sistema “loop”)

O laboratório também realiza estudos enzimáticos para avaliação do metabolismo dos micro-organismos envolvidos antes e após aplicação dos produtos biocidas.

Relevância

A CIM foi reconhecida como uma das causas de falhas em permutadores de calor, dutos de óleo, poços submarinos e ainda em aeronaves e plantas nucleares. A CIM é um dos maiores desafios da indústria de gás e óleo e um problema cada vez maior devido ao envelhecimento dos equipamentos e a práticas operacionais como a injeção de água do mar aplicada a reservatórios que apresentam redução na produção.

Entre os diferentes agentes biológicos, um grupo de bactérias conhecido por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) é um dos principais responsáveis pelo processo de CIM em substratos metálicos fruto, principalmente, da ação do H2S. As BRS estão presentes no ciclo do enxofre na natureza, reduzindo o ânion sulfato a sulfeto. Por outro lado, o enxofre elementar e suas formas oxidadas são produzidos por bactérias oxidantes do enxofre.

A produção de petróleo está constantemente associada à presença de água. Esta água produzida geralmente contém contaminantes que podem causar sérios problemas operacionais, em especial a corrosão dos sistemas e equipamentos de produção. Os principais contaminantes são: H2S, CO2, O2, ácidos orgânicos, bactérias e sólidos em suspensão. A presença destes contaminantes modifica as características da água tornando-a extremamente corrosiva, promovendo a corrosão interna de oleodutos e equipamentos. Além disso, vários mecanismos corrosivos podem atuar simultaneamente, o que dificulta as ações de mitigação.

A atividade de engenharia de corrosão possui, na área de exploração e produção de petróleo, entre outras atribuições, manter a integridade dos dutos rígidos submersos, assim como dos equipamentos de processo que operam com óleo, gás e água.

Impactos

São atividades contempladas nos estudo da Biocorrosão

• O Controle da geração biogênica de H2S /Impactos em Saúde, Meio Ambiente e Segurança (SMS)
• Diminuição da corrosão induzida por microrganismos / Diminuição de custos operacionais.

Escopo de análises

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro – PUC-RIO

Laboratório de Biocorrosão – DEMa

Rua Marquês de São Vicente, 225 – Gávea – 22453-900

Rio de Janeiro – RJ – Tel. (021) 3527-1283 FAX (021) 3527-1253

Laboratório de Difração e Espalhamento de Raios X (Lab DRX)

Coordenador: Prof. Roberto Ribeiro de Avillez

Técnico responsável: Ronaldo Pedro da Silva

E-mail: ronaldo@puc-rio.br

Site: http://www.dcmm.puc-rio.br/?pag=labs

Área de atuação:

O Laboratório de Difração e Espalhamento de Raios-X realiza pesquisas e serviços de caracterização da estrutura cristalina dos materiais e propriedades correlatas empregando técnicas de difração e reflexão de raios-x. O laboratório possui acessórios que permitem o estudo de filmes finos, materiais policristalinos e materiais na forma de pó. Os ensaios podem ser realizados a temperatura ambiente, sub-ambiente ou até 1500ºC. O Lab DRX está ampliando sua atuação para incluir espalhamento de baixo ângulo de raios X (Small Angle X ray Scattering-SAXS). Os equipamentos e programas de suporte permitem a determinação da estrutura cristalina, da presença de defeitos em materiais policristalinos, distribuição de tamanho de cristalitos e a análise quantitativa das fases presentes.

Relevância / Impactos:

A difração de raios X é o principal método de determinação de uma estrutura cristalina e de suas diferentes formas polimórficas e, portanto, um método essencial no desenvolvimento de novos materiais. Para os materiais nanocristalinos, a difração de raios X também permite uma avaliação da distribuição de cristalitos e, por diferença, a presença de material amorfo. Além da pesquisa de novos materiais, o laboratório presta serviços de caracterização para diversas indústrias brasileiras. Em particular, ele atende a indústria farmaceutica na determinação de polimorfismo em fármacos.

Breve histórico:

O Lab DRX existe desde a década de setenta, inicialmente com um equipamento Philips. Em 1991, recebeu um equipamento de difração D5000 da Siemens que substitui o equipamento anterior e ainda está em uso. No momento, o Lab DRX se prepara para receber dois equipamentos de difração e um equipamento de espalhamento de baixo ângulo de raios X (SAXS). Esta nova configuração irá permitir um avanço considerável nas pesquisas que podem ser realizadas com difratômetros de laboratório.

Outras informações relevantes:

O Lab DRX situa-se no subsolo do Prédio Cardeal Leme, Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro – RJ

Contato:

Tel: 21+ 3527 1242

Laboratório de Difração e Espalhamento de Raios-X

Laboratório de Fabricação de Materiais Compósitos

Coordenador: Prof. José Roberto Moraes d’Almeida

E-mail: dalmeida@puc-rio.br

Site: http://www.dcmm.puc-rio.br/?pag=labs

Área de atuação:

O Laboratório de Fabricação de Materiais Compósitos tem por objetivo desenvolver compósitos de matrizes poliméricas reforçadas por fibras convencionais, tais como fibras de vidro, e também com fibras de origem vegetal, além de nanocompósitos. O laboratório possui equipamentos/acessórios para essa finalidade, tal como uma prensa de 15 ton, estufa, balanças, misturador e moldes diversos. O laboratório possui ainda um abrasímetro para caracterização da resistência à abrasão dos compósitos desenvolvidos.

Relevância / Impactos:

Materiais compósitos têm uma ampla utilização nos mais diversos campos industriais, abrangendo desde a área automotiva quanto a exploração e escoamento de derivados de petróleo. Nas duas últimas décadas o emprego de compósitos foi crescente, substituindo em inúmeras aplicações diversos materiais metálicos. Além disso, o emprego de reforços de origem lignocelulósica tem aumentado continuamente, tendo em vista o apelo ambiental desses reforços.

Breve histórico:

Esse laboratório foi criado no início dos anos 1990. Sua expansão foi bastante limitada pela falta de espaço físico. Assim, a evolução natural para um laboratório de fabricação e caracterização não se realizou. Os projetos que levaram a compra/instalação de equipamentos/instalações acabaram tendo que ser feitos em parceria, notadamente com a Escola de Química da UFRJ, onde o grupo conta com um dispositivo para ensaio de tubulações de compósitos.

Outras informações relevantes:

O laboratório está localizado na sobreloja do Prédio Cardeal Leme, Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro – RJ

Contato:

Tel: 21+ 3527 1789

Laboratório de Metalografia e Tratamentos Térmicos (LMTT)

Técnico responsável: Heitor Guimarães

E-mail: heitor@puc-rio.br

Área de atuação:

O Laboratório de Metalografia e Tratamentos Térmicos (LMTT) realiza pesquisas e serviços de caracterização microestrutural e tratamentos térmicos. O laboratório possui equipamentos que permitem o estudo de ligas metálicas, caracterizando quanto a sua microestrutura, microdureza, e tamanho de grão.

Relevância/Impactos:

A caracterização microestrutural é uma metodologia essencial na compreensão das propriedades mecânicas das ligas metálicas. É através da manipulação/compreensão da microestrutura que as ligas podem ser modificadas de modo a atingir as propriedades desejadas.

Além da pesquisa de novas ligas, o laboratório presta serviços de caracterização para diversas indústrias brasileiras, em particular o setor metal-mecânico.

Breve histórico:

O LMTT é um laboratório tradicional e essencial em um Departamento de Engenharia de Materiais, existindo desde a criação do DEMa no início da década de sessenta. Ao longo dos anos, por meio de financiamento de diversos projetos e agencias foi tomando o formato atual.

Outras informações relevantes:

O LMTT situa-se no Prédio Cardeal Leme, Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro –RJ

Contato:

Tel: 21+ 3527 1853

Laboratório de Partículas e Análise Térmica Diferencial

Coordenador: Prof. José Carlos D’Abreu

E-mail: dabreu@puc-rio.br

Site: http://www.dcmm.puc-rio.br/?pag=labs

Área de atuação:

O LP-ATD está voltado para a pesquisa e desenvolvimento de materiais, em particular finos gerados em processos, combustíveis sólidos e minérios e seus concentrados.

Sua missão é a de determinar propriedades físicas e químicas que contribuam para as viabilidades termodinâmicas dos processos, seus balanços energéticos e para o incremento dos mecanismos cinéticos das reações.

Sua competência envolve a determinação do tamanho e das distribuições granulométricas de finos, a mensuração das entalpias das reações exo e endotérmicas, das perdas de massa ao longo do aquecimento dos materiais, da determinação do poder calorifico e da análise cinética de reações tipo gás-solido.

Relevância / Impactos:

O LP-ATD tem sido usado na PUC-Rio como suporte fundamental para o conhecimento das fenomenologias dos processos industriais, contribuindo de forma significativa para seus modelamentos matemáticos, simulação computacional, controle operacional e automatização. Vem se constituindo numa ferramenta imprescindível e altamente atrativa para a celebração de vários Convênios com empresas, tais como, VALE, SAMARCO, TECNORED, CSN, etc.

Contato:

O LP-ATD, situa-se no 5o andar do Prédio Cardeal Leme (sala 542 e anexo), na Rua Marques de São Vicente 225, Gávea, RJ, CEP 22453-900, Tel ++552135271241

Prof. José Carlos D’abreu

Laboratório de Processamento Químico (LabProQui)

Coordenadores:

Prof. Eduardo de Albuquerque Brocchi

E-mail: ebrocchi@puc-rio.br e

Prof. Francisco José Moura

E-mail: moura@puc-rio.br

Áreas de atuação:

O Laboratório de Processamento Químico dos Materiais está localizado na casa 21, Vila dos Diretórios e está envolvido em atividades de ensino e pesquisa. O Laboratório dispõe de facilidades para desenvolver projetos nas áreas de processos em altas temperaturas e aquosos. Nestas áreas, tem se destacado nos segmentos voltados para ustulações cloretantes, redutoras com hidrogênio e calcinações reacionais seletivas seguidas de solubilização. O laboratório também possui equipamentos tais como britadores, moinhos e classificadores granulométricos que permitem a preparação dos materiais precursores dos processos químicos a que serão submetidos. Adicionalmente, o Laboratório está dotado de equipamentos e facilidades para caracterização físico-química dos materiais envolvidos, podendo ser citados, os microscópios ótico e eletrônico de bancada, incluindo os sistemas de processamento digital de imagens e análise química por dispersão de energia.

Relevância / Impacto:

As pesquisas desenvolvidas no Laboratório incluem métodos de síntese e processamento químico de resíduos, áreas estas que já foram contempladas com prêmios concedidas por empresas do setor industrial. Na área de síntese, destaque pode ser dado para os processos de obtenção de materiais cerâmicos e daqueles do tipo compósitos e ligas contendo partículas na escala nano ao passo que no segmento associado com o aproveitamento de resíduos é válido mencionar os processos dedicados à recuperação de metais valiosos de escórias, finos e poeiras industriais.

Breve histórico:

O Laboratório de Processamento Químico existe praticamente desde o início do Departamento de Engenharia de Materiais da PUC-Rio, estabelecido na década de 60. Todavia, vem, continuamente, sendo aprimorado através da incorporação de novas facilidades dedicadas aos processos químicos e, mais recentemente, de equipamentos voltados para a caracterização físico-química de materiais.

Outras informações:

O Laboratório está situado na Casa 21 da Vila dos Diretórios, dentro do campus da Universidade, Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro, RJ.

Os contatos podem ser feitos através do DEMa (tel:21-35271233) ou diretamente com um dos professores responsáveis:

Eduardo de Albuquerque Brocchi

E-mail: ebrocchi@puc-rio.br

Francisco José Moura

E-mail: moura@puc-rio.br

Laboratório de Ustulação e Redução com Hidrogênio

Coordenador: Prof. Eduardo Brocchi

E-mail: ebrocchi@puc-rio.br

Apresentação

O laboratório de ustulação e redução com hidrogênio desenvolve atividades de pesquisa em processamento químico de bens minerais e rejeitos industriais assim como nas áreas de extração metálica e síntese de materiais cerâmicos e compósitos.

Áreas de Atuação

• Processamento de concentrados sulfetados.
• Ustulação cloretante.
• Síntese de materiais nano-estruturados.

Serviços Laboratoriais

• Ensaios de ustulação e identificação dos produtos.
• Estudo cinético e otimização dos processos de ustulação.
• Redução com hidrogênio.
• Síntese e caracterização de pós cerâmicos e compósitos nano-estruturados.

Relevância / Impactos

• Implementação da técnica de ustulação voltada para aproveitamento de concentrados sulfetados.
• Eventual aproveitamento de resíduo industrial.
• Síntese de materiais alternativos.

Infraestrutura

O Laborátório dispõe de sistemas experimentais projetados para desenvolver ensaios de ustulação em diferentes condições operacionais. Da mesma forma, as reduções com hidrogênio podem ser implementadas alterando as principais variáveis do processo. O laboratório também está dotado de equipamentos dedicados à caracterização dos materiais, tanto os precursores como os obtidos através dos processos em estudo.

Equipamentos

• Fornos de leito fixo e controles periféricos.
• Forno rotativo e controles periféricos.
• Forno de leito fluidizado e controles periféricos.
• Câmara reacional com temperatura e atmosfera controlada.
• Prensa hidráulica uniaxial.
• Fornos de mufla.
• Microscópio ótico e MEV de bancada.
• Sistema computacional para processamento digital de imagens.
• Banho ultratermostático.
• Agitador mecânico
• Sistema de destilação.
• Sistema de condensação

Parcerias / Clientes

• CBPF
• CETEM
• UFRJ
• UERJ
• UENF
• Giro Metais
• COSIGUA
• Produquimica
• VMetais

Laboratórios de Processamento Digital de Imagens (LPDI) e Microscopia Digital (LMD)

Coordenador: Prof. Sidnei Paciornik

E-mail: sidnei@puc-rio.br

Site: http://www.dcmm.puc-rio.br/?pag=labs

Área de atuação:

O LPDI atua área de processamento e análise de imagens digitais, em geral aplicada à caracterização de materiais através de técnicas de microscopia. Utilizando softwares comerciais e livres, desenvolve rotinas específicas para quantificar características microestruturais de forma automática.

O LMD dispõe de microscópios óticos automatizados, controlados por computador, com captura de imagens digitais de alta resolução. Diferentes procedimentos de automação permitem capturar imagens de grandes regiões de amostras diversas (mosaicos), imagens de relevo com foco estendido, imagens com e sem luz polarizada, etc.

Tanto o LPDI quanto o LMD são utilizados na caracterização de uma variedade de materiais, dentre os quais podemos citar: minério de ferro e seus aglomerados, aços, soldas subaquáticas molhadas, compósitos reforçados por fibras artificiais ou lignocelulósicas, rochas reservatório, catalisadores, dentina humana e materiais dentários.

Relevância / Impactos:

Os laboratórios são referência nacional em sua área de atuação, atendendo ás necessidades de pesquisa de diversos departamentos da PUC (DEMa, MEC, CIV, FIS, QUI), diversas universidades e institutos de pesquisa. Além disso, oferece treinamento e desenvolvimento de soluções para empresas tais como a Vale, Usiminas, Petrobras, Gerdau, Samarco e Oxiteno.

Mantém convênio de desenvolvimento para o Centro de Tecnologia de Ferrosos (CTF) da Vale, criando procedimentos de automatização para controle de qualidade de minério de ferro e seus aglomerados (sínter e pelotas). Estes procedimentos foram desenvolvidos dentro do escopo de 2 dissertações de mestrado e uma tese de doutorado, e vem sendo utilizados de forma regular pelos técniso do CTF.

Breve histórico:

Os primeiros passos na área de processamento de imagens (PDI) foram dados em 1987, com o desenvolvimento do sistema IMAGO. Em 1996 foram adquiridas as primeiras licenças de softwares para PDI, seguidas da aquisição de 2 microscópios automatizados (2001 e 2011). O LPDI se tornou parceiro e laboratório de demonstração da Carl Zeiss do Brasil em 1998. As primeiras interações com a Petrobras, Gerdau, Samarco e Oxiteno se deram nos anos 2000. Desde 2007 interage com o CTF/Vale.

Outras informações relevantes:

Endereço: Prédio Cardeal Leme, Sala 501L,Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro – RJ – 22451-900 – Brasil Tel 3527-1243

Engenheiro responsável: Dr. Marcos Henrique de Pinho Mauricio (marcosh@puc-rio.br)

Tels: 21+ 3527 1748/1750