Banca de QUALIFICAÇÃO: BRUNO LEONARDO DE SENA COSTA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : BRUNO LEONARDO DE SENA COSTA
DATA : 30/11/2017
HORA: 10:00
LOCAL: Auditório do LABCIM
TÍTULO:

Ataque corrosivo ao cimento Portland petrolífero: O fenômeno da carbonatação em diferentes abordagens

PALAVRAS-CHAVES:

Carbonatação; Cimento petrolífero; Cimentação; Propriedades físicas; Hidratação do cimento; CO2-supercrítico; CO2-saturado.

PÁGINAS: 90
RESUMO:

Em contato com o dióxido de carbono (CO2) e na presença de água, a matriz de cimento Portland sofre um processo deletério chamado carbonatação. Esse fenômeno ocorre através de reações químicas entre o ácido carbônico, formado pela reação do CO2 com a água, e alguns produtos hidratados do cimento. A matriz de cimento Portland exposta em um ambiente com dióxido de carbono fatalmente sofrerá os efeitos da carbonatação, logo, tanto em condições de superfície como de subsuperfície o material sofrerá quando submetido ao meio corrosivo. Em subsuperfície devido ao incremento de temperatura e pressão o meio se torna potencialmente mais danoso ao cimento, sendo assim, a área de petróleo e gás, principalmente a de cimentação de poços, tem um grande interesse por esta problemática. O tema é foco de várias pesquisas, e muito tem se estudado e desenvolvido ao longo dos anos a fim de entender o processo e prevenir, mitigar e combater o ataque do CO2 a matriz. Desta forma, este trabalho teve como objetivo aprofundar a investigação sobre a carbonatação, tendo desenvolvido e sendo composto por outros estudos com os objetivos de: avaliar, interpretar e propor um modelo para explicar a ação da carbonatação em matriz de cimento Portland do tipo classe G instável a sedimentação estática; investigar a influência do tempo de hidratação das partículas de cimento do tipo classe G antes do contato com o CO2, fazendo um paralelo entre o tempo de hidratação e cenários operacionais aplicados; analisar o resultado da ação do ataque do CO2 a amostras de cimento do tipo classe G expostas em uma autoclave onde, na parte superior do vaso de pressão as amostras sofreram carbonatação pelo CO2-supercrítico, e na parte inferior do vaso as amostras sofreram ataque pelo CO2-saturado em meio aquoso. No primeiro estudo, duas pastas de cimento Portland foram formuladas intencionalmente com comportamentos característicos e distintos, onde uma das pastas possui a capacidade de manter as partículas em suspensão produzindo um sistema estável, já a outra apresentou sedimentação de partículas promovendo um sistema instável. Ambas as pastas foram carbonatadas por 30 dias em uma autoclave. As amostras carbonatadas foram caracterizadas pelo teste de sedimentação estática, pela análise com fenolftaleína e por difração de raios-x com refinamento Rietveld. Em todas as amostras foi observado o fenômeno da carbonatação, porém as seções da pasta instável apresentaram maior área carbonatada. Foi proposto um modelo para o comportamento da sedimentação e da carbonatação ocorrido na pasta instável baseado na mecânica dos fluidos. Em um outro estudo foram investigadas três pastas com a mesma formulação, porém curadas durante períodos de tempos de 8 horas, 7 dias e 28 dias antes de ter contato com o CO2. Essas diferenças de tempo de cura visavam simular situações operacionais onde há o contato com o composto em subsuperfície. Os resultados mostraram processos distintos, porém com efeitos similares de carbonatação ao final. A amostra curada por 7 dias foi mais afetada e as com 8 horas e 28 dias resistiram mais, mas através de mecanismos de preservação diferentes. E em um último estudo, amostras foram expostas ao mesmo tempo em CO2-supercrítico e saturado. As análises mostraram resultados significativamente distintos, onde as amostras expostas ao meio saturado sofreram maior ataque. Tendo como referência a análise de imagens e a formação de carbonatos identificados pela técnica de DRX e quantificados pelo método de Rietveld, o ataque nas amostras sujeitas ao CO2 saturado foi 35% superior. Frente ao exposto, este trabalho apresenta estudos que buscam promover uma maior compreensão da fenomenologia e dar subsídios para o desenvolvimento de tecnologias que combatam a carbonatação.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349770 - DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
Externo ao Programa - 1804366 - JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
Interno - 6347420 - MARCUS ANTONIO DE FREITAS MELO