[pt] O custo de transporte marítimo representa o elemento mais importante em termos de custos logísticos para a PETROBRAS. O atendimento pleno de seu mercado de derivados de petróleo somente é possível através da manutenção de uma frota de navios próprios e contratados, que navegam e operam por toda a costa marítima brasileira, além de buscarem produtos em outros países. Neste sentido, esta dissertação propõe um modelo de programação linear inteiro misto cujo objetivo é dimensionar o tamanho da frota e o porte dos navios para o transporte de derivados claros restritos à navegação de cabotagem. O modelo proposto baseia-se em um modelo existente na literatura, e seu resultado auxiliou os programadores a definir quantos navios são realmente necessários para atender os compromissos assumidos dentro de um horizonte de planejamento pré-estabelecido. Comparando este resultado com o número de navios já contratados e disponíveis para programar, pode-se, eventualmente, liberar navios para realizar viagens de longo curso, evitando assim a contratação de navios em Voyage Charter Party para este fim, além de reduzir a sobreestadia nos períodos de baixa movimentação, quando a frota contratada torna-se superdimensionada. / [en] The shipping cost is the most important element in terms of logistic costs to PETROBRAS. The full attendance of its oil products market is possible only by maintaining a fleet of own and hired ships that sails and operate throughout the Brazilian coastline besides loading products in other countries. In this sense, this dissertation proposes a model of mixed integer linear program whose objective is to determine the coastal navigation fleet size and the type of vessels to transport clean petroleum products. The model propose is based on a previous model from the literature, and its outcome helped programmers define how many ships are actually required to meet the commitments undertaken within a pre-established planning horizon. Comparing the model s result with the actual number of vessels available for programming, one can eventually release ships to make other journeys, thus avoiding the hiring of ships in Voyage Charter Party for this last purpose. It is also possible to reduce the demurrage in periods of low movement, when the fleet contracted becomes oversized.

[pt] Recentemente, a UIT aprovou a recomendação G.826 que estabelece os padrões de desempenho dos enlaces digitais operando na ou acima da taxa de 64Kbits/s. Esta recomendação introduz novos conceitos e parâmetros de desempenho cujo impacto no dimensionamento de enlaces está ainda em processo de avaliação. É desenvolvida neste desenvolvida neste trabalho uma modelagem probabilística através da qual é feita uma análise dos parâmetros de desempenho da Recomendação G.826. O resultado desta análise é em seguida utilizado para estabelecer uma metodologia de dimensionamento de enlaces sujeitos a desvanecimento plano e seletivo, que é o caso típico de enlaces rádio digitais de alta capacidade. Esta metodologia é comparada com a que vem sendo elaborado no âmbito do grupo IX da UIT. / [en] Recently the ITU has approved the Recommendation G.826 that specified the performance of the physical layer of new broadband digital services. This recommendation has introduced new error performance parameters whose impact in the sytem design is still being evaluated. In this work a probabilistic model to analyse the G.826 error performance parameters is developed. These results are used to establish a new methodology for digital radio link design subject to flat or selective fading. Finally this metodology is compared with the one elaborated by Study Group IX of ITU-R.

[pt] A volatilidade inerente ao mercado de fretes marítimos e as incertezas relacionadas à demanda de transportes prevista contribuem para a complexidade do problema de dimensionamento da frota. Este trabalho aborda o problema da renovação da frota marítima de uma empresa brasileira do setor de óleo e gás, para o transporte, em viagens de cabotagem e longo curso, de derivados de petróleo. Para tal, é apresentado um modelo estocástico de programação inteira-mista de dois estágios para capaz de gerar indicações de contratos de afretamento a serem realizados considerando incertezas nos níveis de mercado de fretes e na previsão de volume movimentado. O modelo é capaz de fornecer composições de frota capazes de atender as especificações do problema, contudo, para os casos analisados, a avaliação das soluções obtidas ao se considerar a incerteza mostrou potencial de ganho pouco significativo em comparação com uma modelagem similar considerando valores esperados dos parâmetros. Este trabalho evidencia uma situação em que é útil a avaliação das soluções Wait-and-See (WS) e Expected Value of Expected Solution (EEV), menos demandantes computacionalmente, para calcular o potencial ganho da solução do modelo estocástico. / [en] The inherent volatility in the maritime freight market and the uncertainties related to the expected transport demand contribute to the complexity of the fleet size and mix problem. This work addresses the problem of the maritime fleet renewal of a Brazilian oil and gas company, for the transportation, in cabotage and international voyages, of oil products. To this end, we present a two-stage stochastic mixed-integer programming model capable of giving recommendations of which chartering contracts to be performed, considering uncertainties in freight market levels and in the forecasted volume movement. The model is able to provide fleet compositions capable of meeting the problem specifications, however, in the evaluated cases, little gain potential was observed by comparing the stochastic solutions to solutions considering expected parameter values. This work highlights a situation in which the evaluation of the computationally less demanding Waitand-See (WS) and Expected Value of Expected Solution (EEV) solutions is useful to calculate the potential gain of the stochastic model solution.

[pt] Esta dissertação apresenta um estudo sobre a Logística de Distribuição de Derivados de Petróleo, com o desenvolvimento de um modelo para a determinação do tamanho mínimo da frota rodoviária necessária a uma operação de distribuição. Esse modelo, implementado através de uma heurística, não se propõe a determinar o tamanho ótimo da frota e sim estabelecer um processo prático e racional, com base numa aplicação real e flexível. Antes da proposição da heurística, foi realizada uma revisão dos conceitos de supply chain management e comparado o desenvolvimento da indústria do petróleo no Brasil, frente a esses conceitos. A aplicação do modelo com dados reais teve seus resultados comparados com as formulações propostas por DAGANZO et al (1985) e NOVAES (1989). Essa comparação mostrou que a modelagem, desenvolvida para a solução do problema prático, chega a resultados adequados para o ajuste do tamanho da frota. A abordagem prática e a apresentação detalhada da estrutura do problema real são as principais contribuições que esse estudo agrega à área de conhecimento e pesquisa de logística de distribuição de derivados de petróleo. / [en] This master thesis presents a study of the logistics of oil products distribution. It also creates a model for the determination of minimum tankers fleet size, required for a distribution operation in Rio de Janeiro - Brazil. This model was implemented through heuristics, and doesn`t intend to determine the optimal fleet size; its objective instead is to establish a rational and a practical process for the distribution, based on flexible and real data application. Before the heuristics proposal, we took into consideration a review of supply chain management concepts and we evaluated these in relation to the development of the oil industry in Brazil. To validate the model`s correctness, the results of the heuristics run, using real data, were compared to figures obtained using DAGANZO et al (1985) and NOVAES (1989) formulation. This process shows that the developed model is able to solve practical problems regarding truck fleet size. The pragmatic approach and the detailed description of the real problem structure are the main contributions of this study to the field of logistics of oil products distribution.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo propor modelos matemáticos e ferramentas computacionais de assessoria na tomada de decisão para o dimensionamento da frota ótima de veículos. O trabalho apresenta modelos que visam reduzir os custos de transporte para uma frota heterogênea de veículos composta por veículos próprios e terceirizados. Os modelos são baseados em problemas de Bin Packing, Roteirização de veículos e dimensionamento de frotas heterogêneas e foram moldados para atender as necessidades da empresa em estudo. Os resultados obtidos na aplicação de cada modelo foram comparados e as ferramentas computacionais utilizadas foram analisadas para identificar os pontos positivos e negativos. Este trabalho também propõe um modelo que compara a compra de novos veículos com a terceirização das entregas quando a frota própria não é suficiente para atender a demanda. / [en] This dissertation aims to propose mathematical models and computational tools to optimize the dimension of a heterogeneous vehicle fleet in his size and composition. This work shows models that intend to reduce transportation cost for a heterogeneous fleet compose by own and third vehicles. The models are based in problems such as BPP- Bin packing problem, VRP – Vehicle routing problem and linear programming. The problems have been molded to attend the necessities of the company in the study of case. The results achieved in the application of each model were compared and the computational tools had been analyzed to identify positive and negative points. This work also proposes a model that compares the purchase of new vehicles with the delivery by third company when the own fleet is not enough to attend the demand.

[pt] As operações de EeP na Bacia de Santos sempre ficaram em segundo plano quando comparadas com a Bacia de Campos, berço das gigantescas descobertas petrolíferas dos últimos 40 anos. Porém, com a descoberta do pré-sal, mais presente na Bacia de Santos, essa hegemonia da Bacia de Campos está aos poucos diminuindo, tendo a produção do pré-sal ultrapassado pela primeira vez a do póssal em junho de 2017. Com isso, torna-se imprescindível o aprimoramento da operação para atender a essa nova demanda. Junto com essa nova descoberta, a grave crise que a indústria do petróleo tem vivido desde 2014 com a alta queda no preço do barril, mais intensificada ainda no Brasil devido ao aumento do dólar, trouxe um novo foco para a diminuição do custo de extração, incluindo aí a diminuição de custos logísticos. Na Petrobras, a grande parte da produção de petróleo vem de água profundas e as unidades marítimas necessitam de suprimentos em volume considerável e tempo hábil para realizar suas operações. O elo final da cadeia logística para atendimento às unidades marítimas são as embarcações e elas representam cerca de 70 por cento dos custos logísticos. Nesse estudo, as diferentes metodologias de atendimento marítimo para transporte de cargas utilizadas nos últimos anos, tanto na Bacia de Campos quanto na de Santos, foram analisadas empiricamente e foram encontrados alguns pontos passíveis de melhoria. Uma possibilidade de redução de frota foi identificada e uma metodologia para realizar essa redução foi proposta. A metodologia se baseia em uma nova forma de formação de clusters, reduzindo o tempo total de navegação das embarcações, e um novo ordenamento portuário, de tal forma que uma mesma embarcação possa realizar mais serviços durante a semana, gerando assim menor necessidade de frota. A nova metodologia completa foi implantada em janeiro de 2018, gerando inicialmente uma diminuição de 20 por cento da frota de transporte de carga na Bacia de Santos. / [en] EeP operations in the Santos Basin have always been left in second plan when compared to the Campos Basin, the cradle of the gigantic oil discoveries of the last 40 years. However, with the discovery of the pre-salt, more present in the Santos Basin, this hegemony of the Campos Basin is gradually diminishing, with the production of the pre-salt having surpassed for the first time the one of the postsalt in June of 2017. With this, it is essential to improve the operation to meet this new demand. Along with this new discovery, the severe crisis that the oil industry has experienced since 2014 with the sharp fall in the price of the barrel, more intensified in Brazil due to the increase of the dollar, brought a new focus in reducing the cost of extraction, including the reduction of logistics costs. At Petrobras, most of the oil production comes from deep water and the maritime units need supplies in considerable volume and on time to carry out their operations. The final link of the logistics chain to serve this maritime units are vessels and they represent about 70 percent of logistics costs. In this study, the different maritime service policies for deck cargo transport used in recent years, both in the Campos Basin and Santos Basin, were analyzed empirically and some improvement points were found. The feasibility of reducing the fleet was identified and a methodology to accomplish this reduction was proposed. The methodology is based on a new form of clusters formation, reducing the total vessels navigation time, and a new berth scheduling, in such a way that the same vessel can perform more services during the week, thus generating less need of fleet. The complete new methodology was implemented in January 2018, initially generating a 20 percent decrease in the cargo transport fleet in the Santos Basin.

[pt] O objetivo deste trabalho é complementar a ferramenta de dimensionamento de pórticos planos de concreto armado já existente no Ftool, programa educacional amplamente difundido no meio acadêmico. Para tanto, foi introduzido o cálculo e dimensionamento de pilares de concreto armado à flexão composta reta. Foi adicionada uma nova seção transversal, referente aos pilares retangulares com armaduras simétricas. Além disso, foi necessária a inclusão de um método de análise não linear geométrica simplificado que fosse compatível com a filosofia do Ftool, aliando simplicidade e eficiência: o método dos Dois Ciclos Iterativos. A ferramenta para análise não linear geométrica pode ou não ser utilizada em conjunto com a ferramenta para o dimensionamento de estruturas de concreto armado, sendo possível a análise não linear geométrica de pórticos planos constituídos de outros materiais. A metodologia utilizada para o dimensionamento dos pilares em concreto armado é a que se baseia nas zonas de solicitação e foi adequada para estar de acordo com a norma brasileira vigente, a ABNT NBR 6118:2014, assim como o dimensionamento de vigas existente em uma versão anterior dessa ferramenta. Dessa forma, é possível exibir resultados para pórticos planos compostos por vigas e pilares em concreto armado, nos mesmos moldes da versão anterior, com diagramas para as armaduras longitudinal e transversal disponíveis nos modos necessária e adotada. / [en] The main objective of this work is to complement the reinforced concrete plane frames design tool already existing in Ftool, an educational tool widely known in academia. Therefore, the design of reinforced concrete columns was introduced. A new cross section for rectangular columns with symmetrical steel reinforcement was added. In addition to that, the inclusion of a simplified nonlinear geometric analysis that was in accordance to the philosophy of Ftool, combining simplicity and efficiency, was needed: the Two cycles iterative method. The nonlinear geometric analysis tool may or may not be used together with the reinforced concrete plane frames design tool, thus allowing for geometric nonlinear analyses of plane frames of other materials. The methodology used for the reinforced concrete frames design was based on solicitation zones and was adapted to be in accordance with the Brazilian code, the ABNT NBR 6118:2014, as was the existing reinforced concrete beams design tool. It is now possible to show results for plane frames composed of reinforced concrete columns and beams just as in the previous version of the reinforced concrete design tool, showing diagrams for the necessary and adopted longitudinal and transversal steel reinforcement.

[pt] Com a necessidade de uma maior diversificação da matriz energética mundial e a inevitabilidade de investimento em fontes de energia limpa, a energia solar fotovoltaica tem se mostrado uma fonte energética promissora. Seu crescimento hoje é exponencial e se revela cada vez mais presente na matriz energética da maioria dos países. No Brasil, já se vê um mercado fotovoltaico sólido com geração de milhares de empregos e investimentos de bilhões de reais. Sua intermitência e imprevisibilidade é razão de grande pesquisa, no intuito de obter dados confiáveis que estimam a geração de um sistema solar fotovoltaico ao longo de seu ciclo de vida. Sendo assim, este trabalho conduz uma extensa revisão bibliográfica, passando pelos fundamentos básicos, até o desenvolvimento de um algorítmico robusto, integrando modelos matemáticos presentes na literatura. Os dados de radiação solar global, velocidade do vento e temperatura, são obtidos de mapas gerados por 39 estações solarimétricas dentro e próximas das fronteiras do estado do Rio de Janeiro. O simulador, também conta com uma extensa base de dados atual de módulos solares e inversores. Após uma série de validações e análises de sensibilidade, apresentou resultados satisfatórios quanto a sua capacidade de previsão. Dessa forma, é possível simular e dimensionar sistemas solares fotovoltaicos, calculando indicadores e fluxo de caixa detalhado que refletem a viabilidade de um determinado projeto. Além disso, o simulador tem a capacidade de gerar mapas georreferencidos que contribuem para uma avaliação técnica, economia e ambiental, de uma região a ser analisada. Com isso, se torna uma ferramenta fundamental para investidores do setor. / [en] With the need for greater diversification of the world energy matrix and the inevitability of investment in clean energy sources, photovoltaic solar energy has proved to be a promising energy source. Its growth today is exponential and is increasingly present in the energy matrix of most countries. In Brazil, there is already a solid photovoltaic market with the generation of thousands of jobs and investments of billions of reais. Its intermittency and unpredictability is the reason for great research, in order to obtain reliable data that estimate the generation of a photovoltaic solar system throughout its life cycle. Therefore, this work conducts an extensive bibliographic review, going through the basic foundations, until the development of a robust algorithm, integrating mathematical models present in the literature. Global solar radiation, wind speed and temperature data are obtained from maps generated by 39 solarimetric stations within and near the borders of the state of Rio de Janeiro. The simulation tool also has an extensive current database of solar modules and inverters. After a series of validations and sensitivity analyzes, it presented satisfactory results in terms of its forecasting capacity. In this way, it is possible to simulate and size solar photovoltaic systems, calculating indicators and detailed cash flow that reflect the viability of a given project. In addition, the simulation tool has the ability to generate georeferenced maps that contribute to a technical, economic and environmental assessment of a region to be analyzed. As a result, it becomes a fundamental tool for investors in the sector.

[pt] Atualmente a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais ainda é considerada por muitos engenheiros e arquitetos uma solução extravagante para os problemas da engenharia. Todavia, mudanças de atitude na construção civil e uma transição global para um desenvolvimento sustentável, e redução em impactos ambientais tem seguramente provocado um aumento no uso do aço inoxidável. A maioria das normas de projeto de aço inoxidável atuais ainda são baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas de aço carbono. Entretanto, o aço inoxidável apresenta quatro curvas tensão versus deformação específicas não lineares sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos (tração e compressão, paralela e perpendicular a direção de laminação), modificando assim seu comportamento global. Na presente investigação foram utilizados o aço inoxidável austenítico 304, duplex 2205, ferrítico 430 e o aço carbono USI 300, com tensões últimas e ductilidades distintas. Em elementos estruturais submetidos a esforços de tração usualmente a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável, esse trabalho apresenta resultados de um programa experimental envolvendo ligações aparafusadas com furos defasados sob tração. Esse estudo foi realizado em peças de aço carbono e aços inoxidáveis de forma a comparar as principais características mecânicas entre esses dois tipos de aços estruturais. Dessa forma foi possível apresentar novos resultados a respeito do comportamento a tração dessas ligações. Dentre outras variáveis que controlam os estados limites últimos foi verificada a influência significativa da espessura da placa de aplicação da carga, direção da laminação, configuração de parafusos da ligação e propriedades do aço inoxidável, como ductilidade e razão entre suas tensões de escoamento e de ruptura. / [en] The use of stainless steel in structural engineering applications is still seen by many architects and engineers as na extravagant solution. However, modifications of designers paradigms and changes in the construction market and the natural transition to a sustainable development reducing environment impacts have boosted the use of stainless steel structures. A substantial majority of stainless steel structural design codes is still based on carbon steel analogies. Despite this fact, the stainless steel presents foun non-linear stress versus strain curves (tension and compression, parallel and perpendicular to the rolling direction) without a defined yield plateau and strain hardening zones, substantially altering its global structural response. The present investigation adopted the austenitic stainless steel grade 304, duplex stainless steel grade 2205, ferritic stainless steel grade 430 and the carbon steel USI300, all with similar yield stresses but with different yield strength stresses and ductility capacities. Structural elements subjected to tension axial forces usually presents the net section rupture as one of its controlling ultimate limit states. The present study performed an experimental programme to evaluate and investigate the tension capacity of staggered bolted members. The tests were made with carbon and stainless steels to compare and access their similarities and differences in terms of structural performance. Thus it was possible to observe significant findings in the behavior of these bolted staggered members under tension forces. The controlling ultimate limit states were significantly influenced by various parameters like: the loading plate thickness, the rolling direction, adopted bolt configuration, and stainless steel properties like: ductility capacity and the ratio between the yield and ultimate rupture stresses.

[pt] As principais recomendações para o dimensionamento de vigas-parede, como o ACI 318-95, o CEB-FIP, a Norma Canadense CAN-A23.3-M84 e o Guia 2 da CIRIA, apresentam métodos de cálculo que não cobrem satisfatoriamente o projeto de tais vigas. Outras normas, ainda, não trazem nenhuma indicação especial de dimensionamento. A própria Norma Brasileira, a NBR 6118, por exemplo, declara apenas que vigas desse tipo devem ser calculadas como chapas no regime elástico. O Código Britânico corrente BS 8110 explicitamente comenta que “para o projeto de vigas-parede, referência deve ser feita à literatura especializada”. Por razões como as citadas acima, a obtenção de um método racional, baseado em um claro mecanismo de ruptura e que leve em conta os principais parâmetros que influenciam a resistência última das vigas-parede tem sido o objetivo de vários pesquisadores de todo o mundo nas duas últimas décadas. Neste trabalho são apresentados, comentados e analisados vários métodos de dimensionamento de vigas-parede biapoiadas de concreto armado. Os métodos de cálculo são aplicados ao total de trinta e sete vigas ensaiadas no Laboratório de Estruturas e Materiais (L.E.M) da PUC-Rio, desde 1979, e a algumas vigas descritas na literatura, visando a obtenção de um método que gere resultados de carga última os mais próximos possíveis dos obtidos experimentalmente, e tendo como objetivo futuro a obtenção de recomendações que possam ser propostas para a Norma Brasileira.Os ensaios das trinta e sete vigas, no total, referenciadas acima, fazem parte de pesquisas teórico-experimentais realizadas na PUC-Rio por Guimarães (1980), Vasconcelos (1982) e Velasco (1984), sob a orientação do Prof. K. Ghavami. Várias conclusões foram obtidas em cada uma dessas dissertações de mestrado, separadamente, mas nenhum estudo havia sido feito no sentido de comparar os resultados encontrados. O presente trabalho também tem como objetivo obter informações comparativas relacionadas às 37 vigas citadas, com o respaldo da literatura atualizada. / [en] The major codes that contain recommendations and discussions concerning the design of deep beams, including the ACI Building Code 318-95, the Canadian Code CAN-A23.3- M84, the CEB-FIP Model Code and the CIRIA Guide 2, present design methods that do not cover adequately the dimensioning of this type of beams. Nevertheless, some other codes don’t give any special recommendation. The Brazilian Code (NBR 6118), for instance, just explains that this type of beams should be calculated as a plate in elastic range. Another example is the current British Code BS 8110, which explicitly states that “for design of deep beams, reference should be made to specialist literature”. Because of reasons as those mentioned above, obtaining a rational method not only based on a clear mechanism of failure but taking into account the main parameters that have influence on the ultimate strength of deep beams, has been the purpose of several researchers in the whole world in the last two decades. In this work, some methods for the design of simply supported reinforced concrete deep beams are presented, examined and commented upon. These methods are applied to a total of 37 beams tested in the Laboratory of Structures and Materials (L.E.M) of PUC-Rio, since 1979, and to some beams reported in the literature, in order to yield a method which can predict results of ultimate load closer to those ones obtained experimentally. The future aim is to achieve recommendations that could be proposed to the Brazilian Code. The tests of the 37 beams just referred are included in theoretical-experimental research done by Guimarães (1980), Vasconcelos (1982) and Velasco (1984), which took place in PUC-Rio, orientated by Professor Khosrow Ghavami. Several concluding remarks were obtained in each Master Thesis, apart from one another, but there wasn’t any work that compared these results. The present work is also intended to provide some comparative information regarding the 37 deep beams mentioned above, with the support given by the current literature. / [es] Las principales recomendaciones para el dimensionamiento de vigas- parede, como el ACI 318-95, el CEB-FIP, la Norma Canadiense CAN-A23.3-M84 y la Guía 2 de la CIRIA, presentan métodos de cálculo que no cubren satisfactoriamente el proyecto de tales vigas. Otras normas no ofrecen ninguna indicación especial de dimensionamiento. La própria Norma Brasileira, la NBR 6118, por ejemplo, declara solamente que vigas de ese tipo deben ser calculadas como chapas en el régimen elástico. El Código Británico actual BS 8110 explicitamente comenta que para