Sumario: Este projeto propõe o desenvolvimento e a validação de um sistema de sensoriamento distribuído em fibra óptica para monitoramento em
tempo real do teor de óleo e graxas (TOG) em água produzida na indústria de óleo e gás, atendendo aos limites do CONAMA (29 mg/L de média mensal e 42 mg/L diária). O desafio de medir baixas concentrações de óleo, em fluxo e em campo, exige instrumentos
intrinsecamente seguros, robustos, resistentes à corrosão e de baixo custo relativo. Para isso, este projeto propõe um sistema de
reflectometria óptica no domínio da frequência (OFDR) combinados com nanoestruturas e fibra como redes de Bragg inclinadas (TFBGs) e
interferômetros. Essa combinação viabiliza medições distribuídas e multiplexadas de TOG em fluxo, com a adicional inclusão de medição
de, temperatura, pH,e vazão, com alta resolução espacial e baixo limite de detecção.
A metodologia envolve cinco etapas integradas. (i) Preparação e caracterização de emulsões-padrão para estabelecer linearidade,
sensibilidade e estabilidade, assim como protocolos de limpeza da região sensora. (ii) Desenvolvimento em bancada do sistema óptico
distribuído, explorando o aumento de retroespalhamento Rayleigh e a integração de TFBGs/interferômetros, com avaliação de resolução
espacial, alcance dinâmico, SNR e capacidade de multiplexação. O sistema será testado sob diferentes condições de TOG para construção
de curvas de calibração e estimativas de limite de detecção, além da comparação entre fibras especiais e fibras padrão. O sistema também
inclui o desenvolvimento de modelos de compensação de sensibilidades cruzadas (temperatura, pH, salinidade) para aumento da confiabilidade da medição do TOG em condições operacionais. (iii) Outra etapa inclui a implementação do sistema para medição em fluxo
utilizando bancada de vazão. As fibras serão integradas à tubulação para criar pelo menos cinco zonas de medição ao longo da linha, com
testes sob diferentes vazões e temperaturas. O projeto também inclui o desenvolvimento de APIs de transmissão de dados e dashboards de
visualização em tempo real. (iv) O sistema previamente desenvolvido será adaptado e testado em condições próximas às condições
operacionais em campo, antecedidos por ensaios laboratoriais com fluidos reais/sintéticos do local. Seguido pela instalação e operação por
longo prazo do sistema proposto. (v) A última etapa de desenvolvimento inclui análise de dados com algoritmos de inteligência artificial (IA) para compensação multiparamétrica, diagnóstico e predição, incluindo módulo semi supervisionado para atualização contínua do modelo e estabelecimento preliminar de plano de manutenção, com a análise dos intervalos de calibração e intervalos de substituição de elementos sensores.
Espera-se como resultados do sistema proposto um protótipo puramente óptico, intrinsecamente seguro, escalável e de fácil integração em ambientes classificados, capaz de medir TOG em múltiplos pontos com resolução espacial milimétrica e desempenho analítico compatível com as exigências regulatórias, especificamente com resolução abaixo de 3 ppm. Os principais resultados e diferenciais da proposta incluem: (i) arquitetura óptica e de telecomunicação de dados integrada a um painel de visualização; (ii) modelos de compensação de sensibilidades cruzadas e correlação com Analisador de Óleo em Água; (iii) validação de medição de TOG em fluxo e em condições operacionais; e (iv) diretrizes de manutenção e calibração do sistema proposto. A abordagem proposta avança o estado da arte ao combinar fibras de alto espalhamento óptico, OFDR e nanoestruturas para elevar sensibilidade a parâmetros físicos e químicos e multiplexação, enquanto reduz custos do sistema de aquisição e amplia a confiabilidade em campo, promovendo uma solução fotônica sustentável e de alto desempenho para o monitoramento em tempo real de TOG.

Fecha de início: 01/09/2026
Plazo (meses): 30

Participantes:

Papel	Nombre
Coordinator *	ARNALDO GOMES LEAL JÚNIOR