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The discrepant measurement results regarding the conformity assessment of diesel and gasoline fuels may lead to commercial dispute between producers (refinery) and consumers (storage terminal). The aim of this work was to apply data reconciliation in order to solve the discrepancy between producers’ and consumers’ measurements and allow to make decisions regarding the conformity/non-conformity assessment. Diesel and gasoline samples were analyzed in respect to total sulfur content and flash point and for sulfur content and final boiling point, respectively. Discrepant results between consumers’ and producers’ measurements were subject to data reconciliation. Data reconciliation was perform using a MS Excel spreadsheet. The sheet was divided into five sections: ‘Specification limits’, ‘Producer’s measurement’, ‘Consumer’s measurement’, ‘Reconciled measurement’, and ‘Histograms’. Data reconciliation was useful to solve the discrepancy between producer’s and consumer’s measurements in most of the studied cases, since provided reconciled values inversely weighted as function of measurement uncertainty. In addition, data reconciliation provided a reduced measurement uncertainty.

This study evaluates the results of efficiency and consumption tests on gas household appliances and their influence on the classification of the Brazilian Labeling Program. Historically, based on results in interlaboratory comparisons, there is a doubt concerning if the algorithms correct properly the differences among different altitudes. Data from efficiency and consumption tests were collected in two cities with different altitudes, and the proposed calculation methodology is compared with the traditional one. The results show that the arithmetic average, used in the calculation of the efficiency of the burners on the stove table, justifies being replaced by the weighted average, after evaluating the behaviour of the data and treating outliers. The uncertainty of the efficiency and consumption tests was not enough to change the classification range of the product's energy efficiency label. It is concluded that statistically a difference is observed between the results at sea level and at altitude above sea level; since the tests were applied by the same operator using the same apparatus, the only parameter that leaves a doubt is the algorithms for the correction of the altitude. Shortly, this study will be part of a revised Brazilian standard.

This paper discusses the conception, construction and validation of a gravimetric system conceived as an alternative measurement standard for calibrating liquid flow meters. The ability to evaluate a large mass of a working fluid by measuring, with much lower uncertainty, a smaller quantity of it, reflects the innovative character of the proposed calibration system. In this work, the mass of water (over 10 tons) retained in a large squared (1.50 m × 1.50 m) cross section reservoir (5 m high) is evaluated by weighing a mass of water confined in a much smaller reservoir (0.0835 m diameter, 5 m high), hydraulically connected to the first. A low capacity weigh scale (full scale: 32 kg; resolution: 0.10 g) is used to weigh, under static condition, the water in the smaller reservoir, whose liquid level is the same of the large storage reservoir. The metrological reliability of the proposed gravimetric system—assessed through the propagation of all impacting measurement uncertainties—falls in the range 0.018 % to 0.055 %, depending on the volume of the working fluid transferred throughout the calibration process (varying from a minimum of 0.001 m3 to a maximum of 0.022 m3).

The process of measuring the performance of gas cooking appliances is based on the simple calculation of the arithmetic mean between the results obtained from different burners, without any metrological rigour related to the behavior of the data. This study proposes a new methodology and compares it against the traditional one. The proposed approach evaluates whether data are far apart on the normality, treats outliers and calculates the efficiency from the position measure inversely weighted by the dispersion measure of each burner. For the datasets studied, there may be divergences between the results found for the efficiency calculation when treated by the traditional approach and the proposed approach. However, this study recommends a detailed analysis of the algorithms used, in order to better understand the reason for the divergences found; as well as the implementation of measurement uncertainty calculation, in order to evaluate the partial overlap between specification ranges.

A computational model of the dynamic behaviour of a go-kart has been implemented as the first step in the development of an electrical vehicle advanced control system and the lateral dynamics model needed its yaw moment of inertia as input value. Therefore, this study presents experimental measurements of the yaw moment of inertia of a recreational go-kart using two similar methodologies: the ‘three cables’ (trifilar) swinging torsion pendulum and the ‘four cables’ (quadrifilar) swinging torsion pendulum. Parallel to the experimental tests carried out, yaw moment of inertia calculation was done by the traditional methodology of mechanical engineering. Also, the measurement uncertainty was calculated for each method. The trifilar method presented, in this test, the lowest measurement uncertainty.

A meter proving factor can be considered as a calibration parameter, by expressing the ratio the reference volume and the gross volume of liquid passed through a meter. The international guideline recommends Dixon's test for outliers to a meter proving factor set. However, the literature says that this statistic test is restricted only to data with Gaussian behavior, besides of not to be able to detect and treat two outliers at the same time. Here, Gaussian behavior of the meter proving factor set is evaluated, then different parametric and nonparametric approaches for detection and treating outliers applied to turbine meter proving factors for custody transfer of liquefied petroleum gas are compared. Afterwards, this effect is evaluated in relation to the number of outliers and how this handling affects the variable range criteria for expanded uncertainty in average meter proving factor. The results show that different average meter factors can be reached for each nonparametric and parametric test; anyway, no statistically significant effect between them is noticed.

The low-quality of automotive fuels may lead to the generation of pollutants harmful to both environmental and human health. The quality evaluation of automotive fuels requires a multiparameter conformity assessment, which may lead to an increased total risk of false conformity decisions even if all parameters comply with the acceptance limits. Thus, the aim of this work was to propose the establishment of multivariate acceptance limits in order to ensure a reduced total risk of false conformity decisions applied to automotive fuels analysis. Particular and total (consumers’ and/or producers’) risks were estimated using frequentist (specific) and Bayesian (global) approaches. Multivariate acceptance limits were estimated using Monte Carlo method, adopting an appropriate multivariate coverage factor (k’) defined using MS Excel Solver function. The definition of multivariate acceptance limits ensures a total risk below the maximum admissible risk (typically 5%) and was successfully employed in the conformity assessment of automotive fuels (diesel and gasoline). The employment of the multivariate acceptance limits may be useful in the conformity assessment of several multiparameter products.

This work aims to evaluate the influences of the water content dissolved in crude oil and of the meter factor on the uncertainty of the fiscal oil measuring system using ultrasonic flow meters, considering that the overall uncertainty of the measuring system shall not exceed 0.3%. The development of this work was motivated by the fact that the Brazilian Technical Regulation for the Measurement of Oil and Natural Gas (RTM) limits which methodologies can be used for water analysis and defines the maximum permissible uncertainty for the oil flow meter in which this analysis is inserted. However, the RTM does not define the uncertainty required for the water analysis. There is a risk of adopting one of the permitted methods of analysis and, even so, the measurement uncertainty of the flow meter exceeding the values defined by the legislation. In addition, the RTM adopts a repeatability criterion when validating the calibration of ultrasonic meters, thus the influence of this aspect on the oil uncertainty is also evaluated. The methodology used is the design of experiments and response surfaces. The results demonstrate that it is possible to simulate the influence of the water content and of the meter factor uncertainties on the overall uncertainty of the oil flow measuring system. Finally, the conclusions show that the average uncertainties currently observed for the water content are adequate to keep the oil measuring system uncertainty within the range allowed by the RTM, but small variations may cause this limit to be exceeded. The influence of the meter factor uncertainty was less than or similar to the influence of the water content. Finally, adoption of an acceptance criterion for the ultrasonic meters based on the uncertainty instead of repeatability is suggested.

The meter factor is the ratio between the reference volume and the indicated test meter volume for a particular flow rate. In some applications, a final and a single meter factor that covers all the flow meter rates is required, and there are several approaches to calculate it. However, none of them are specific to rotary-type natural gas displacement meters. In this paper, certain established approaches, such as AGA 7, AGA 9, non-weighted and weighted regression lines were applied to calibration data of this type of meter and their results were compared. An Excel spreadsheet was developed to calculate the final meter factors using all these approaches and to indicate users the one with the lowest uncertainty, based on input data in order to configure the flow computer. In the specific case studies shown, the approaches using linear regression were found to be more suitable.

Chemical analysts use analytical blanks in their analyses, but seldom is this source of uncertainty evaluated. Generally, there is great confusion. Although the numerical value of the blank, in some situations, can be negligible, its source of uncertainty cannot be. This article discusses the uncertainty contribution of the analytical blank using a numerical example of the copper content in waters by flame atomic absorption spectrometry. The results indicate that the uncertainties of the analytical blank can contribute up to 50% when the blank sample is considered in this analysis, confirming its high impact. This effect can be primarily observed where the analyte concentration approaches the lower range of the analytical curve. Even so, the blank is not always computed. Therefore, the relevance of the analytical blank can be confirmed by uncertainty evaluation.

This work presents a contactless ammeter prototype based on GMR magnetometers, able to measure direct and alternating electrical currents. Two techniques nonlinear curve fitting and artificial neural networks, were used to solve the inverse problem, which is, given the output voltages of the GMR sensors, to estimate the electric current flowing through the conductor - nonlinear curve fitting and artificial neural networks. The performance of both techniques was compared based on the standard uncertainty of the data calculated by each one. The results obtained with the neural networks are significantly better.

The measurement uncertainty is a parameter that marks the reliability and can be divided into two large groups: sampling and analytical variations. Analytical uncertainty is a controlled process, performed in the laboratory. The same does not occur with the sampling uncertainty, which, because it faces several obstacles and there is no clarity on how to perform the procedures, has been neglected, although it is admittedly indispensable to the measurement process. This paper aims at describing the state of the art of sampling uncertainty and at assessing its relevance to measurement uncertainty.

The increasing search for a reduction in air emissions has provided a challenging analytical scenario. This paper discusses metrologically, the best practices relating to analytical curves for the determination of very low concentrations of sulfur content in diesel S-10 by monochromatic wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry (MWDXRF). For weighted linear regression, a new strategy to correlate the weights with the output variable is proposed, which is lacking in the literature. The analytical curve 0-500 mg kg-1, built in compliance with international standards, featured heteroscedastic behavior. The results showed that weighted linear regression is the most suitable choice for assessing concentrations at the beginning of an analytical curve, such as 10 mg kg-1 (product specification limit) rather than simple linear regression which holds that the measured results must be closest to the centroid of the regression line. Finally, it was observed that, when a shorter analytical curve is built, it loses both in accuracy and in precision for very low concentrations, as compared to t simple and weighted linear regression.

Traditionally, in the cigarettes industry, the determination of ammonium ion in the mainstream smoke is performed by ion chromatography. This work studies this determination and compares the results of this technique with the use of external and internal standard calibration. A reference cigarette sample presented measurement uncertainty of 2.0 μg/cigarette and 1.5 μg/cigarette, with external and internal standard, respectively. It is observed that the greatest source of uncertainty is the bias correction factor and that it is even more significant when using external standard, confirming thus the importance of internal standardization for this correction.

The evaluation of uncertainty associated with an analytic result is an essential part of the measurement process. Recently, several approaches to evaluate the uncertainty in measurement have been developed. Here, the gas chromatography assay uncertainty for natural gas is compared by some of these approaches: the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) approach, top-down approach (reproducibility estimate from an inter-laboratory study), Barwick & Ellison (data from validation), study of variability and fuzzy approach. The comparison shows that GUM, Barwick & Ellison and fuzzy approaches lead to comparable uncertainty evaluations, which does not happen with the top-down approach and study of variability by the absence of data normality.

The most widespread literature for the evaluation of uncertainty - GUM and Eurachem - does not describe explicitly how to deal with uncertainty of the concentration coming from non-linear calibration curves. This work had the objective of describing and validating a methodology, as recommended by the recent GUM Supplement approach, to evaluate the uncertainty through polynomial models of the second order. In the uncertainty determination of the concentration of benzatone (C) by chromatography, it is observed that the uncertainty of measurement between the methodology proposed and Monte Carlo Simulation, does not diverge by more than 0.0005 unit, thus validating the model proposed for one significant digit.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO Os medidores de pH existentes no mercado indicam valores confiáveis, dentro de uma incerteza declarada para cada modelo fabricado. Entretanto, normalmente, não é citada a especificação em termos do tempo necessário para alcançar estes valores, devido ao tempo de resposta do instrumento. Esta dissertação de mestrado tem como objetivo desenvolver uma metodologia teórico-experimental para avaliar o desempenho do transdutor em condições transientes, indicando alguns valores típicos para medidores comerciais, e sua resposta na medição de pH, a partir do modelo testado em uma reação experimental, sendo o mesmo simulado em outras reações químicas para diferentes velocidades de reação.Através deste modelo qualificado, foram avaliados os erros devidos às respostas permanentes e transientes, mostrando em que condições o medidor de pH pode ser usado, a partir da comparação entre valores de pH real e valores de pH registrados pelo medidor, levando em consideração a temperatura e o tempo de reação. The electrochemical analysers available in the market assert trustworthy values applicable in a specific uncertainty range, which varies depending on the unit`s model.Nevertheless, rarely is given any information on the time necessary to reach these values, which depend on the answer of the instrument. This Master`s dissertation aims to develop an experimental theoretical methodology to evaluate the performance of the transducer in transient conditions, and obtain some typical values for commercial analysers, and its answer in the pH measurements in simulated chemical reactions in various reaction velocities. Through the qualified model, the errors due to the permanent and transient answers were evaluated, establishing the conditions pH electronic units can be used, in a pre-set controlled error, from the comparison between real pH values and displayed pH values in the analysers, considering the temperature and the reaction time.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO No âmbito das cervejarias artesanais, foi recentemente inventado um medidor de densidade de líquidos que opera por um princípio incomum: o do deslocamento do centro de carena. Esse medidor obtém suas medições a partir da sua própria inclinação enquanto está flutuando, mas sua implementação original converte as medidas do acelerômetro em medidas de massa específica por uma regressão polinomial. Contudo, ele não faz correções de temperatura, de forma que a influência dessa grandeza é desconsiderada na regressão. Adicionalmente, o medidor não indica qual a sua incerteza de medição. Esta dissertação teve como objetivos criar um modelo matemático do fenômeno, que não foi localizado na bibliografia existente; utilizar o modelo para a obtenção de uma estimativa da incerteza de medição, comparando as metodologias de incerteza do GUM e a que utiliza o método de Monte Carlo do Suplemento 1 e utilizando a segunda abordagem para validar a primeira; executar experimentos com um protótipo de um medidor desse tipo, comparando os resultados com um densímetro de laboratório; e realizar a caracterização metrológica do medidor. Todos esses objetivos foram cumpridos, sendo que a caracterização incluiu: sugestões de procedimentos de calibração e de medição; os resultados do experimento, incluindo a distribuição esperada na saída, com média Peso de um objeto – para um sólido rígido = 1,0500 g/cm(3) e incerteza expandida máxima de U95 por cento(p) = U95 por cento(1,0000) = 0,0028 g/cm(3) (fator de abrangência k = 1,96) no intervalo de medição entre 1,0000 g/cm(3) e 1,1000 g/cm(3); equações para a estimativa da incerteza de medidores desse tipo; a estimação de uma curva de incerteza para a faixa de calibração, segundo as medições de calibração; as contribuições de cada grandeza de entrada sobre a incerteza estimada de saída e algumas sugestões de como o medidor poderia ser modificado para melhorar o resultado. In the context of craft breweries, a recently invented liquid density meter works by leveraging an unusual principle: the displacement of the center of buoyancy. This meter obtains its measurements from its own tilt while it is floating, but its original implementation converts the accelerometer measurements into density measurements with a polynomial regression. However, it doesn t make temperature corrections, so that the influence of this quantity is disregarded in the regression. Additionally, the meter does not indicate its measurement uncertainty. The objective of this dissertation was to create a mathematical model of the phenomenon, which was not found in the existing bibliography; use the model to obtain an estimate of the measurement uncertainty, comparing the uncertainty methodologies of the GUM and the one that uses the Monte Carlo method of its Supplement 1 and using the second approach to validate the first; perform experiments with a prototype of such a meter, comparing the results with a laboratory densimeter; and perform the metrological characterization of the meter. All these objectives were met, and the characterization included: a suggestion of calibration and measurement procedures; the results of the experiment, including the expected output distribution, with mean of Weight of an object – for a rigid solid= 1.0500 g/cm(3) and maximum expanded uncertainty U95 percent(p) = U95 percent(1.0000) = 0.0028 g/cm(3) (k = 1.96 coverage factor) in the measurement range between 1.0000 g/cm(3) and 1.1000 g/cm(3); equations for estimating the uncertainty of this type of meter; the estimation of an uncertainty curve for the calibration range, according to the calibration measurements; the contributions of each input quantity to the estimated output uncertainty and some suggestions on how the meter could be modified to improve the result.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO Esta dissertação visa a aplicar uma metodologia para avaliar as diferenças máximas permissíveis nas operações de transferência de custódia de GLP para cada operação em particular, utilizando testes de hipóteses baseados na incerteza de medição, em contraponto à utilização de valores pré-estabelecidos em normas e regulamentos técnicos metrológicos. Tais documentos propõem um valor único de incerteza máximas nas medições de transferência de custódia, sem estabelecer diferenças máximas permissíveis nas operações entre dois sistemas, cabendo aos fornecedores e clientes negociar este parâmetro, o que frequentemente causa disputas. Os resultados mostraram que, em um sistema isolado, ao contrário de outros métodos, as condições ambientais não influenciam o método de medição de massa e sua incerteza. Nenhuma diferença máxima permissível de massa transferida de GLP entre caminhões-tanque e estações de medição excede 1,0 porcento; em contraste, quando uma esfera de armazenamento é parte de um dos sistemas de medição, este parâmetro depende completamente das condições operacionais e definitivamente um valor único não deve ser considerado. This dissertation aims to apply a methodology to assess the maximum allowable differences in LPG custody transfer operations for each particular operation, using hypothesis tests based on measurement uncertainty, as opposed to using pre-established values in metrological standards and technical regulations. Such documents propose a single value for maximum uncertainty in custody transfer measurements, without establishing maximum permissible differences in operations between two systems, leaving it up to suppliers and customers to negotiate this parameter, which often causes disputes. The results showed that in an isolated system, unlike other methods, environmental conditions do not influence the mass measurement method and its uncertainty. No maximum permissible difference of transferred mass of LPG between tank trucks and measuring stations exceeds 1.0 percent; in contrast, when a storage sphere is part of one of the measuring systems, this parameter completely depends on the operating conditions and definitely a single value should not be considered.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO Esta dissertação tem por objetivo avaliar metrologicamente os resultados dos ensaios de rendimento e consumo em aparelhos domésticos de cocção a gás e sua influência na classificação do Programa Brasileiro de Etiquetagem desses aparelhos. A avaliação de conformidade e como as diferentes altitudes influenciam nos ensaios, acompanhadas de suas incertezas de medição, provêm de dados históricos do início do Programa Brasileiro de Etiquetagem em fogões e aos constantes questionamentos sobre a representatividade dos resultados dos planos interlaboratoriais, o que motivou a realização do estudo. A metodologia utilizada fundamentou-se em pesquisa bibliográfica, documental e experimental, que teve por finalidade coletar dados dos ensaios de rendimento e consumo em duas cidades com diferentes altitudes, discussão da norma com detalhamento dos algoritmos e tratamento estatístico dos dados coletados, onde a abordagem proposta se baseia na avaliação da normalidade, tratamento de outliers, cálculo do rendimento reportado a partir da medida de posição inversamente ponderada pela medida de dispersão de cada queimador e desenvolvimento dos algoritmos do cálculo de incerteza dos ensaios de rendimento e consumo. Neste cenário, os resultados mostram que a média aritmética, atualmente usada no cálculo do rendimento dos quatro queimadores da mesa do fogão, pode ser substituída pela média ponderada por variâncias estatisticamente não compatíveis entre si. Conclui-se que a incerteza dos ensaios do rendimento e consumo não foi suficiente para colocar em risco a mudança de faixa de classificação da etiqueta de eficiência energética do produto; entretanto, se observa uma diferença entre os resultados ao nível do mar e em altitude acima do nível do mar, o que sugere estudos futuros mais detalhados sobre os algoritmos de correção da grandeza altitude. This dissertation aims to metrologically evaluate the results of performance and consumption tests on domestic gas cooking appliances and their influence on the classification of the Brazilian Labelling Program for these appliances. The compliance assessment and how the different altitudes influence the tests accompanied by their measurement uncertainties come from historical data from the beginning of the Brazilian Labelling Program on stoves and from the constant questions about the representativeness of the results of the interlaboratorial tests, which motivated the realization of the study. The methodology used was based on bibliographic, documentary and experimental research, which aimed to collect data from income and consumption tests in two cities with different altitudes, discussion of the standard with details of the algorithms and statistical treatment of the collected data. The approach proposal is based on the evaluation of normality, treatment of outliers, calculation of the reported yield from the position measurement inversely weighted by the measure of dispersion of each burner and development of the uncertainty calculation algorithms of the performance and consumption tests. In this scenario, the results show that the arithmetic mean, currently used in the calculation of the performance of the four burners on the stove table, can be replaced by the weighted average by variances that are not statistically compatible with each other. It is concluded that the uncertainty of the efficiency and consumption tests was not enough to put at risk the change in the classification range of the energy efficiency label of the product. However, there is a difference between the results at sea level and at altitude above sea level, which suggests more detailed future studies on the altitude correction algorithms.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO As embalagens de medicamentos acondicionam e protegem os fármacos, sendo que alterações nos materiais de embalagem têm impacto crítico no desempenho do produto. Os blisters, que consistem de um tipo de embalagem primária de filmes poliméricos, entram em contato direto com o medicamento. A caracterização dos materiais de embalagens primárias é o principal meio de garantir a adequação dos mesmos ao uso pretendido. Reconhecendo essa necessidade, a nova farmacopeia dos Estados Unidos, que entrará em vigor em 2020, amplia suas considerações para caracterização de embalagens. Contudo, o novo documento ainda apresenta limitações de abrangência das recomendações técnicas e não considera filmes multicamadas, os quais são amplamente utilizados na indústria. No presente trabalho, cinco tipos de filmes para embalagem foram caracterizados por meio da Calorimetria Exploratória Diferencial e Espectroscopia no Infravermelho, ambas mencionadas nas farmacopeias; e também, para determinar os limites térmicos dos materiais avaliados, pela Análise Termogravimétrica. Com a inexistência de referências para filmes em multicamadas, os resultados foram comparados com divergentes valores publicados na literatura. Identificou-se, nos cinco materiais analisados, a existência de um plastificante não informado pelos fabricantes. O estudo realizado confirma a importância da caracterização dos blisters, apontando para a necessidade tanto da ampliação das recomendações da farmacopeia para inclusão de novos materiais e filmes multicamadas, quanto da produção de materiais de referência para os polímeros empregados nas embalagens. Pharmaceutical packaging wraps and protects drugs, and changes in packaging materials have a critical impact on product performance. Blisters, which consist of one type of primary packaging of polymer films, come into direct contact with the drug. The characterization of the primary packaging materials is an essential strategy for ensuring that they are suitable for the intended use. Recognizing this need, the new United States Pharmacopeia, which will come into effect in 2020, expands its considerations for characterization of packaging. However, the new document still contains limitations on the scope of the technical recommendations and does not consider multilayer films, which are widely used in industries. In the present work, five types of packaging films were characterized by Differential Scanning Calorimetry and Infrared Spectroscopy, both mentioned in the pharmacopeias; and also, to determine the thermal limits of the evaluated materials, by the Thermogravimetric Analysis. With the lack of references for multilayer films, the results were compared with divergent values published in the literature. It was identified, in the five materials analyzed, the existence of a plasticizer not identified by the manufacturers. This study confirms the importance of the characterization of the blisters, pointing to the need to not only expand the recommendations of the pharmacopeia, but also to include new materials and multilayer films, and the production of reference material for the polymers used in packages.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES No presente trabalho realizou-se um estudo preliminar do desempenho de três luminóforos, sendo eles um composto a base de pontos quânticos de grafeno (GQDs) e dois compostos do tipo benzotiadiazola (BTDs), na formulação de tintas de segurança, com a intenção de avaliar a capacidade dessas substâncias de conferirem a um determinado produto características de autenticidade, durabilidade e confiabilidade metrológica. Para tal, foi desenvolvida uma sequência de ensaios a serem aplicados em formulações de tintas líquidas contendo o pigmento. As tintas formuladas foram submetidas a testes de durabilidade, incluindo resistências químicas, físicas e mecânicas. A exposição contínua a luminosidade promoveu degradação precoce das amostras contendo GQDs (nível 1 escala de lã azul), que foi então descartada com opção viável. Os testes prosseguiram para as tintas contendo BTDs, onde apenas uma das formulações foi aprovada quanto ao teste de abrasão contra papel. No tocante às resistências químicas e ao calor, as BTDs apresentaram desempenho aceitável, atendendo aos requisitos da norma técnica ISO 10373-1 e do documento orientativo publicado pela Organização da Aviação Civil Internacional – OACI (em inglês, ICAO), para qualidade de cartões inteligentes e passaportes. Após tratamento estatístico dos dados, considerando o teste de Mann-Whitney como ferramenta de avaliação, foi possível concluir que a amostras a base de BTDs, ora denominada BTD-01, apresentou desempenho satisfatório para aplicação como marcador de segurança. In the present work a preliminary study regarding the evaluation of two BTD-based compounds and graphene quantum dots (GQDs) as luminophores in the formulation of security inks was achieved. The intention was to determine the ability of these substances to promote to a given product characteristics of authenticity, durability and, metrological reliability. For this purpose, a sequence of tests was developed using liquid inks containing the pigments on its formulations. The formulated inks were subjected to durability tests, including chemical, physical and mechanical resistances. Continuous exposure to light led to early degradation of samples containing GQDs (level 1 blue wool scale), which was then discarded as a viable option. The inks containing BTDs where further explored, where only one of the formulations was approved at the quartant abrasion test against paper. Regarding the chemical and heat resistance, the BTDs presented acceptable performance, meeting the requirements of the ISO 10373-1 technical standard and the guidance document published by the International Civil Aviation Organization - ICAO, for the quality of smart cards and passports. After statistical treatment of the data, considering the Mann-Whitney test as an evaluation tool, it was possible to conclude that the samples based on BTDs, here called BTD-01, presented satisfactory performance for application as a security taggant.

O medidor de vazão de fluido multifásico (MM) se desenvolveu impulsionado principalmente pela necessidade da indústria de óleo e gás em medir a vazão da produção dos poços que comumente é composta por petróleo, gás e água. Em outubro de 2015, a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) publicou o Regulamento Técnico de Medição de Fluido Multifásico para Apropriação de Petróleo, Gás Natural e Água que apresenta os requisitos através de planos que as empresas operadoras de óleo e gás precisam preparar e submeter para obter a autorização para aplicar o MM na medição para apropriação. Contudo, esse regulamento não especifica a metodologia que deve ser utilizada no denominado plano de verificação de desempenho para avaliar desempenho do MM no campo, cabendo a cada operadora desenvolver a sua metodologia para esse fim e apresentar a ANP. Este trabalho propõe e aplica uma metodologia para verificação de desempenho para MM com resultados de testes realizados em laboratório com fluidos reais e em campo de produção de petróleo e gás. É observado que testes com tempo curto de duração, inferior a 1000 segundos, tendem a gerar incertezas mais elevadas do que testes com longa duração, com mais de 1000 segundos, como os realizados na plataforma. Sendo assim, os resultados de incerteza de medição maiores gerados no laboratório com tempos de integração curtos podem ser considerados mais conservativos que os resultados dos testes realizados na plataforma. The multiphase flowrate (MM) was driven by the necessity of the oil and gas industry to measure the production flow of the wells that are commonly composed of oil, gas and water. In October 2015, the National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) published the Technical Regulation for Measurement of Multiphase Fluid for Petroleum, Natural Gas and Water produced, which presents the requirements through plans that oil and gas companies need to prepare and submit for authorization to apply the MM in the measurement for allocation. However, this regulation does not specify the methodology that should be used in the so-called performance verification plan to evaluate the performance of the MM in the field, it being incumbent on each operator to develop its methodology for this purpose and present the ANP. This work proposes and applies a methodology for performance verification for MM with test results performed in the laboratory with real fluids and in oil and gas field. It was observed that short duration tests, below 1000 seconds, tend to generate higher uncertainties than long tests, higher than 1000 seconds, such as those performed on the platform. Thus, the higher measurement uncertainty results generated in the laboratory with short integration times can be considered more conservative than the results of the tests performed in the platform.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES A irradiação solar é vista como uma importante fonte de dano aos cabelos, contudo, medir instrumentalmente as consequências da sua interação com os diferentes constituintes da fibra capilar ainda é um desafio. Neste trabalho, investigou-se o potencial da metodologia de flexabrasão em medir as alterações nas propriedades mecânicas de fibras de cabelo decorrentes dos danos estruturais ocasionados pelas radiações solares. Para isto, desenvolveu-se um experimento in-vitro, no qual amostras de cabelo humano, simulando diferentes níveis de sensibilização química (natural, descolorido, colorido e alisado com formaldeído), foram submetidas a diferentes níveis de radiação emitida por uma lâmpada de xenônio. Após análise estatística dos dados obtidos, observou-se que a metodologia de flexabrasão é capaz de captar a influência da radiação solar na resistência mecânica de fibras de cabelo, sobretudo em cabelos naturais a partir de 60 horas de exposição à lâmpada de xenônio, o que equivale aproximadamente a 5 meses de exposição solar na cidade do Rio de Janeiro, para pessoas que ficam diretamente expostas ao sol por cerca de 1,5 h por dia. Desta forma, concluiu-se que a flexabrasão é uma possível metodologia para avaliação do fator de proteção solar oferecido por produtos cosméticos capilares. Solar radiation is an important source of damage to hair fibers. However, it is still a huge challenge to instrumentally measure the consequences of its interaction with the fibers constituents. In this work, the flexabrasion methodology has been investigated as a potential tool to quantify the alterations on hair mechanical properties due to structural damages caused by solar radiation. For that, an in-vitro experiment has been developed, in which human hair samples, simulating different levels of chemical sensitization (natural, bleached, dyed and straightened with formaldehyde), were submitted to different levels of radiation from a xenon lamp source. Statistical analysis of the data obtained with the methodology showed that it is able to capture the influence of solar radiation on hair mechanical resistance, especially when using natural fibers from 60 hours of exposure onwards, what would be equivalent to around 5 months of real solar exposure at Rio de Janeiro, on people that are directly exposed to the sun during 1,5 h per day. Thus, one can conclude that flexabrasion is a methodology option to evaluate the photo protection efficacy offered by hair care products.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO PETRÓLEO BRASILEIRO S. A. O objetivo desta dissertação é quantificar e analisar as possíveis diferenças oriundas de métodos de correção de volume de diferentes normas na medição de derivados líquidos de petróleo. Essas correções são necessárias pois variações na temperatura e pressão a que esses fluidos estão submetidos geram variações de volume que podem levar a grandes diferenças entre os volumes medidos por clientes e fornecedores, em virtude de variações nas condições operacionais. De forma a minimizar a influência dessas variações nos volumes a serem considerados, estabeleceu-se uma condição padrão (20 graus Celsius e 101,325 kPa) para a qual todos os volumes medidos nas transações realizadas no Brasil devem ser corrigidos. A motivação deste trabalho advém do fato da regulamentação brasileira que rege essas correções ser muito antiga (anos 1970). Esse trabalho é uma oportunidade para analisar métodos de correção de volume mais recentes. Esses métodos podem gerar erros menores nas suas correções a depender das hipóteses adotadas em seus desenvolvimentos. Além disso, uma análise do impacto econômico da adoção desses métodos é realizada. Para estudar estas possíveis diferenças, a metodologia aplicada utiliza distribuições que modelam a variação da massa específica dos produtos ao longo do processo produtivo e, para outros, dados coletados ao longo de certos períodos especificados. São, então, obtidas massas específicas resultantes da aplicação de cada método. De posse das massas específicas calculadas nos resultados, são verificadas diferenças estatisticamente relevantes entre as correções efetuadas por cada método. As conclusões demonstram que essas diferenças justificam a atualização da regulamentação com os métodos contidos nos padrões mais atuais. The aim of this dissertation is to quantify and analyze the possible differences caused by the application of the correction methods defined on different standards for the measurement of the volume of liquid petroleum derivatives. This correction is necessary because pressure and temperature variations can cause considerable differences between measurements made by customer and supplier, due to operational conditions variations. To standardize this measurement, it was established that all volumes used on transactions in Brazil should be corrected to a base condition (in Brazil, 20 degrees Celsius and 101.325 kPa). This work s motivation comes from the fact that the Brazilian regulation is quite old (from the 1970s). This work is an opportunity to analyze more recent correction methods. These methods can give smaller errors depending on the hypothesis adopted in its developments. Besides that, an economic impact analysis of these methods adoption in realized. To study these possible differences, the applied methodology uses statistical distributions that model the specific gravity of the products during the productive process and, in other cases, uses data collected during certain periods. Corrected specific gravity values are, then, obtained for each method. With these values at hand, some statistically relevant differences are verified. Conclusions demonstrate that these differences justify the update of Brazilian regulation with the methods contained in standards that are more recent.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO O objetivo dessa dissertação é propor protocolos estatísticos alternativos ao atual praticado pela American Society for Testing and Materials (ASTM) para a determinação do desempenho dos laboratórios participantes de Ensaios de Proficiência (EP) utilizando estatística robusta. A participação em EP é um requisito compulsório à conformidade nas certificações e acreditações para laboratórios de ensaio e calibração. O Programa de EP da ASTM considera o valor de consenso para prover os escores dos participantes. O modelo para estimar os escores, ZASTM, se baseia na média amostral (valor designado, VD) e no desvio padrão amostral (desvio padrão para a proficiência, DPP). Neste cenário, há necessidade de tratamento exaustivo dos dados, motivação para este estudo, incluindo o tratamento de outliers e a investigação de existência de distribuição normal (Gaussiana). Neste estudo, os protocolos propostos (nIQR e MADe) consideram o emprego de estatísticas robustas, mais resistentes à presença de outliers, os quais ocasionam desvios da normalidade desejada. Os resultados da comparação do protocolo ASTM com os protocolos propostos, em dados da matriz de óleos lubrificantes, reportados ao provedor ASTM, revelam haver diferença entre as médias ou entre as variâncias dos escores produzidos pelos diferentes protocolos ao nível de 5 porcento de significância, ocasionando mudança na classificação do desempenho dos laboratórios. Conclui-se que os protocolos estatísticos alternativos propostos apresentaram a vantagem de dispensar o tratamento de outliers e a investigação da distribuição dos dados, sendo que o protocolo MADe ainda apresentou redução na incerteza de medição associada ao valor designado por consenso. The objective of this dissertation is to propose statistical protocols that are alternative to the current one applied by the American Society for Testing and Materials (ASTM) to determine the performance of participants laboratories of Proficiency Testing (PT) by using robust statistics. Participation in PT is a mandatory requirement for compliance in certifications and accreditations for testing and calibration laboratories. The ASTM EP Program employs the consensus value to provide the participants scores. The method for estimating the scores, ZASTM, is based on the sample data mean (assigned value, AV) and the sample data standard deviation (standard deviation for proficiency assesment, SDPA). In this case, it is necessary an exhaustive treating of the data, motivation for this study, including the treatment of outliers and the investigation of existence of normal distribution (Gaussian). In this study, the proposed protocols (nIQR and MADe) consider the application of robust statistics, which are more resistant to the presence of outliers, which cause deviations from the desired normality. The results of the ASTM protocol comparison with the proposed protocols in the lubricant oil matrix data reported to the ASTM provider show a difference between the means or between the variances of the scores produced by the different protocols at the 5 per cent level of significance, causing variation in the classification of laboratory performance. It is concluded that the proposed alternative statistical protocols had the advantage of dispensing the outliers treatment and the investigation of the data distribution, and the MADe protocol still showed reduction in the measurement

O objetivo da dissertação é analisar o comportamento das diferentes metodologias utilizadas para detecção e tratamento de outliers na determinação de fatores de prova de medidores do tipo turbina. A motivação desse trabalho é evitar tomadas de decisão equivocadas decorrentes de tratamento inadequado de outliers, comprometendo a confiabilidade na medição e consequentemente seu faturamento. A prova do fator de medidor pode ser considerada como um parâmetro de calibração, expressando a razão entre o volume de referência e o volume total de líquido que passa através do medidor. A Norma internacional recomenda o teste de Dixon para o tratamento de outliers para um conjunto de prova do fator de medidor. No entanto, a literatura é explícita quanto à avaliação do comportamento dos dados, a priori. A metodologia avalia se o comportamento dos dados do conjunto de prova do fator de medidor é Gaussiano, em seguida se comparam diferentes abordagens paramétricas e não paramétricas para a detecção e tratamento de outliers aplicados às provas dos fatores de medidores do tipo turbina para a transferência de custódia de gás liquefeito de petróleo. Posteriormente, este efeito é avaliado em relação ao número de outliers e como este manuseio afeta os critérios da amplitude variável para a incerteza expandida na prova do fator de medidor médio. Os resultados mostram que diferentes fatores de medidores médios podem ser alcançados para cada teste paramétrico e não paramétrico; de qualquer forma, conclui-se que estatisticamente não é observada diferença significativa entre eles. The objective of the dissertation is to analyze the behavior of the different methodologies used for the detection and treatment of outliers in the determination of meter proving factors of turbine type meters. The motivation of this work is to avoid mistaken decision-making as a result of inadequate treatment of outliers, compromising reliability in measurement and consequently its billing. A meter proving factor can be considered as a calibration parameter, by expressing the ratio the reference volume and the gross volume of liquid passed through a meter. The international guideline recommends Dixon s test for outliers to a meter proving factor set. However, the literature is explicit regarding the evaluation of data behavior, a priori. The methodology evaluates if the behavior of the meter proving factor set is Gaussian, then different parametric and nonparametric approaches for detection and treating outliers applied to turbine meter proving factors for custody transfer of liquefied petroleum gas are compared. Afterwards, this effect is evaluated in relation to the number of outliers and how this handling affects the variable range criteria for expanded uncertainty in average meter proving factor. The results show that different average meter factors can be reached for each nonparametric and parametric test; anyway, it is concluded that no statistically significant difference between them is noticed.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO O objetivo desta dissertação é avaliar a influência do teor de água e do fator do medidor na incerteza de malhas fiscais de medição de óleo utilizando medidores ultrassônicos. A motivação deste trabalho advém do fato do Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM) existente limitar quais metodologias podem ser utilizadas para realizar a análise de teor de água e qual a incerteza máxima permitida para a malha de medição na qual esta se insere, porém não define a incerteza desta, havendo o risco de se adotar um dos métodos de análise permitidos e, ainda assim, a incerteza de medição da malha ultrapassar a definida pela legislação. Além disso, o RTM adota um critério de repetibilidade para a validação das calibrações dos medidores ultrassônicos, portanto avalia-se também a influência deste na incerteza da malha. A metodologia utilizada foi o planejamento de experimentos, utilizando superfície de resposta. Os resultados demonstram que é possível simular a influência da incerteza da análise da água e do fator do medidor na incerteza da malha. Por fim, as conclusões demonstram que as médias atualmente encontradas para incerteza do teor de água são adequadas para manter a incerteza da malha dentro da permitida pelo RTM, porém com pouca variação pode-se exceder este limite; a influência da incerteza do fator do medidor foi inferior ou similar à do teor de água e, por fim, sugere-se a adoção de um critério limite de incerteza ao invés de um critério de repetibilidade para os medidores ultrassônicos. The aim of this dissertation is to evaluate the influence of water content dissolved in crude oil and the meter factor on the uncertainty of the fiscal oil metering using ultrasonic flow meters. The development of this work is motivated by the fact that the Technical Regulation for the Measurement of Oil and Natural Gas (RTM) limits which methodologies can be used for water analysis and what is the maximum permissible uncertainty for the oil flow meter in which it is inserted. However, the RTM doesn t define the uncertainty of the water analysis. There is a risk of adopting one of the permitted methods of analysis and, even so, the measurement uncertainty of the flow meter exceeds the defined by the legislation. In addition, the RTM adopts a repeatability standard when validating the calibration of ultrasonic meters, thus the influence of this on oil uncertainty is also evaluated. The methodology used is the design of experiments and response surface. The results demonstrate that the influence of the water content uncertainty analysis and of the meter factor on the uncertainty of the oil flow meter can be simulated. Finally, the conclusions show that the average currently found for uncertainty of water is adequate to maintain the oil uncertainty within the allowed by the RTM, but small variations may cause this limit to be exceeded. The influence of the meter factor uncertainty was inferior or similar to the water content and, finally, it is suggested the adoption of a standard limit of uncertainty instead of a standard of repeatability for the ultrasonic meters.

Empresas que operam dutos possuem como uma de suas premissas básicas a segurança operacional. Dentro desse quesito, alguns fatores podem levar a acidentes com possibilidade de danos materiais, ambientais e pessoais, tais como: corrosão interna e externa, escavações acidentais, operações indevidas levando o duto a pressões excessivas, assim como ações de terceiros cujo objetivo seria o furto de produtos refinados, gasolina, diesel, álcool, entre outros. Esta dissertação está alinhada com necessidades reais de empresas relacionadas ao transporte de produtos líquidos por dutos, desenvolvendo sistemas que possam vir a ser utilizados nestas empresas. Foram desenvolvidos sistemas de detecção e localização de vazamentos a serem utilizados em um centro de controle operacional de oleodutos, investigando métodos não convencionais, além dos mencionados pela norma API 1130. Foram desenvolvidos sistemas de detecção de vazamento por balanço de massa, balanço de volume, lógica fuzzy e redes neurais artificiais. Para localização de vazamentos, foram testados os métodos por redes neurais, pela estimativa da velocidade sônica e do gradiente hidráulico. Os produtos utilizados foram gasolina, diesel e óleo combustível. No quesito detecção de vazamento, o sistema baseado em redes neurais detectou vazamentos simulados, porém também indicou indevidamente. O sistema baseado em lógica fuzzy apresentou bons resultados, indicando vazamentos corretamente sem falsos positivos, interpretando corretamente os fenômenos inerentes à operação de dutos. O sistema de balanço de massa também apresentou bons resultados, ou seja, não gerou alarmes falsos, detectando corretamente os vazamentos simulados, inclusive para detecção de vazamento com duto parado e pressurizado. Para avaliar sistemas de detecção de vazamento é comum realizar testes de campo que podem ter um custo alto e levar muito tempo para realizar. Um método para realizar testes a um custo inferior deve ser desenvolvido e uma proposta está sendo mostrada nesta dissertação. Companies in the business of pipeline operations have as a basic assumption, operational security. Concerning this issue, there are some factors that could lead to accidents with material, environment and personal damage possibilities such as: internal and external corrosion, accidental excavations, improper operation that could submit the pipe to high pressures and third party interventions interested in commodities theft. This dissertation is aligned with pipeline companies real demands through the development of systems that could be used by these companies. Leak detection systems provided with leak location capabilities were developed to be used in liquid pipeline control centers, exploring non-conventional methods, besides the ones mentioned by API 1130. The leak detection systems developed were: mass balance, volume balance, fuzzy logic and neural networks. For the leak location systems the systems tested were: sonic velocity, hydraulic gradient and artificial neural networks. The products used were gasoline, diesel and fuel oil. On the issue of leak detection, the system based on neural networks detected simulated leakages, although there were some false indications. The system based on fuzzy logic presented good results, giving correct leak indications without any indication of false alarms, interpreting correctly the phenomena due to pipeline usual operations. The mass balance system has also presented good results, not generating false alarms, but detecting simulated leaks even with the pipeline in shut-in condition. To evaluate leak detection systems is common to conduct field tests that can be costly and take a long time to accomplish. A method for testing at a lower cost should be developed and a proposal is being shown in this work.

O objetivo desta dissertação é propor critérios de aceitação da calibração individual de transmissores secundários de pressão estática, pressão diferencial e temperatura como dados de entrada da calibração final do sistema de medição de vazão de gás natural por placa de orifício. A motivação que norteou o desenvolvimento deste trabalho resultou do fato de o recém-introduzido Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM) não definir as tolerâncias aplicáveis aos instrumentos associados a este tipo de sistema de medição, deixando esta decisão a cargo do usuário. Nesse sentido, o trabalho visa contribuir para a melhoria do controle metrológico do medidor de vazão por placa de orifício vis-à-vis o que determina o RTM, i.e.: incerteza expandida limitada a 1,5 porcento em medições fiscais e 2 porcento em medições de apropriação. A metodologia utilizada é a do planejamento experimental e de superfície de resposta, que permitiu otimizar os critérios de aceitação da incerteza associada a cada um dos três instrumentos que interferem no sistema de medição. Os resultados obtidos definem valores critérios-limites para a calibração de cada um dos transmissores secundários, de pressão estática, pressão diferencial e temperatura. Dentre as conclusões destaca-se a validação da metodologia proposta, que permitiu definir os critérios de aceitação da calibração pela análise da calibração individual de cada instrumento que integra o sistema global do medidor por placa de orifício. Finalizando, o trabalho encaminha recomendações para a melhoria da estrutura laboratorial da Unidade Operacional da Petrobras, no Espírito Santo (UO-ES), visando assegurar atendimento aos requisitos do regulamento técnico de medição de petróleo e gás natural. The aim of this dissertation is to propose individual acceptance criteria calibration of secondary transmitters of static pressure, differential pressure and temperature as the final calibration input data of the natural gas flow measurement system by orifice plate. The motivation that guided the development of this work resulted from the fact that the newly introduced technical regulation of Petroleum and Natural Gas measurement (RTM) does not define the applicable tolerances to associated instruments with this type of measurement system, leaving this decision in charge of user. In this sense, the work aims to contribute to the improvement of the metrological control of the flowmeter by orifice plate vis-à-vis what determines the RTM, e.g.: expanded uncertainty limited to 1.5 percent on fiscal measurements and 2 percent on measurements appropriation. The methodology used is the experimental design and response surface witch allowed to optimize the acceptance criteria of uncertainty associated each of the three instruments that interfere in the measurement system. The obtained results define the limits criteria values for each calibration of secondary transmitters, static pressure, differential pressure and temperature. Among the conclusions stands out the validation of proposal methodology, which allowed to define the acceptance criteria of calibration for analysis of individual calibration of each instrument that integrates global system for measuring orifice plate. Finally, the work forward recommendations for the improvement of laboratory structure of Petrobras Operation, in the Espírito Santo (UO-ES) in order to ensure compliance with the requirements of the technical regulation of oil and natural gas measurement.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Se por um lado à privatização do setor de energia, que induz acirrada concorrência, tem estimulado a inovação tecnológica e a adoção de mecanismos de incentivos à eficiência operacional, a regulação do mercado introduz mecanismos de controle requerendo maior responsabilidade no uso consciente da energia de sorte a assegurar a eficiência energética e a proteção ambiental. Pressões de organizações ambientalistas internacionais e a crescente demanda por energia explicam a tendência mundial pelo uso de combustíveis fósseis mais limpos. O baixo nível de emissões e resíduos associados ao processo de combustão de gás natural qualifica esta commodity energética como um elemento estratégico para integrar a matriz energética de organizações e países comprometidos com a sustentabilidade global. O impacto econômico associado à medição de gás natural exige uma otimização do controle do balanço de massa no sistema de entrega. A aplicação da Metodologia de Reconciliação de Dados constitui o objetivo deste trabalho. A técnica provou ser uma ferramenta eficaz para a avaliação do balanço de massa em um gasoduto durante o período de operação associado ao transporte de gás natural. A natureza intrínseca do seu algoritmo de cálculo, que leva em conta a redundância nas medições, qualifica a metodologia para aumentar a confiabilidade da medição assim reduzindo a incerteza individual associada a cada grandeza física capaz de interferir na medição e identificar erros grosseiros. Fundamentado na avaliação metrológica do balanço de massa de um gasoduto brasileiro, os resultados do estudo permitem discutir a adequação da técnica proposta de reconciliação de dados. Dentre as conclusões do trabalho, foi possível mostrar que o uso da técnica de tratamento dos dados do gás não contado (unaccounted for gas) pode atingir valores inferiores a 0,3 porcento, comparando-se, assim, à tolerância preconizada em nível internacional. If on the one hand, privatization of the energy sector, which induces keen competition, has stimulated technological innovation and the adoption of incentive mechanisms for operational efficiency, regulation of the market introduces control mechanisms requiring greater responsibility in the conscious use of energy so as to ensure energy efficiency and environmental protection. Pressure from international environmental organizations and the growing demand for energy, explain the worldwide tendency for the use of cleaner fossil fuels. The lower levels of emissions and residues associated with the combustion process of natural gas classify this energy commodity as a strategic element to enter into the energy matrix of organizations and countries committed to global sustainability. The economic impact associated with the measurement of natural gas, demands optimization in controlling the mass balance in the delivery system. Application of the Data Reconciliation Methodology constitutes the objective of this work. The technique proved to be an efficient tool for the evaluation of the mass balance in a gas pipeline for the period of operation associated with the transport of natural gas. The intrinsic nature of its calculation algorithm, which takes into account the redundancy of measurements, qualifies the methodology to increase the confidence of measurement, thereby reducing the individual uncertainty associated with each physical volume capable of interfering with the measurement and identify gross errors. Based on the metrological evaluation of the mass balance of a Brazilian pipeline, the results of the study enable discussion on the adequacy of the data reconciliation technique proposed. Among the conclusions of the work, it was possible to demonstrate that the use of the technique in treating the data of unaccounted for gas, could achieve values lower than 0.3 percent, thereby comparable with the tolerances advocated at international level.

Esta dissertação de mestrado teve por objetivo avaliar a influência da composição do gás natural na medição de vazão pela técnica de ultrassom em sistemas de alívio de pressão tipo tocha. A inclusão da composição do gás na correção da medição da vazão do gás em sistemas de tocha constitui uma exigência legal imposta pelo regulador brasileiro do setor de petróleo, gás natural e biocombustíveis. A histórica dificuldade técnica associada à coleta de amostras de gás em sistemas de tocha e os constantes questionamentos sobre a representatividade das amostras coletadas são as principais motivações para a realização deste estudo. A metodologia utilizada fundamentou-se em pesquisa bibliográfica, documental e de campo. Por meio de pesquisa bibliográfica, documental e normativa realizou-se o embasamento técnico e teórico do estudo. A pesquisa de campo teve por finalidade coletar informações de estações de medição de gás em sistemas de tocha de uma unidade marítima de produção de petróleo e gás. A partir do tratamento das informações coletadas, os resultados da pesquisa permitiram quantificar que o erro máximo na medição de vazão de gás por ultrassom devido ao desconhecimento de sua real composição é 0,04 porcento. Dentre as conclusões, (i) as amostras de gás coletadas em sistemas de tocha não representam de forma adequada o volume de gás medido e (ii) o erro máximo estimado associado à totalização do volume de gás mostrou-se desprezível quando comparado ao volume total de gás documentado nos históricos de medição e aos erros aleatórios aceitáveis para o tipo de estação de medição considerado. The objective of this dissertation is to evaluate the influence of the composition of the natural gas on the flow rate measurements in pressure relief flare systems. The consideration of the gas composition in the correction of the gas flow rate measurements in the flare system is a legal requirement imposed by the Brazilian regulating agency for oil, natural gas and biofuels. The historical technical difficulties associated with collecting gas samples from flare systems and the constant questions about the representativeness of the collected samples are the main motivations for this study. The methodology used was based on literature, documental and field research. Through literature, documental and normative research was conducted at the technical and theoretical foundation of the study. The field research aimed at collecting information of measurement systems of gas flare in a maritime unit of oil and gas production. From the treatment of collected information, the research results allowed to quantify that the maximum error in the measurement of gas flow rate by ultrasonic meters due to the lack of knowledge of its actual composition is 0.04 percent. Among the conclusions, (i) the collected gas samples in flare systems do not adequately represent the volume of measured gas and (ii) the estimated maximum error associated with the totalization of the gas volume was found to be negligible compared to the documented total volume gas on historical measurements and to acceptable random errors for the type of the considered measurement system.