[pt] A demanda por asfaltos vem crescendo fortemente no Brasil por conta do ciclo vigoroso de expansão e recuperação de obras viárias de novos empreendimentos em rodovias, portos e aeroportos, que compõem o PAC – Programa de Aceleração do Crescimento. Neste cenário, a otimização da distribuição de asfaltos faz-se necessária para garantir o abastecimento do produto no país. Diante deste contexto, foi desenvolvido um modelo de programação linear que permite avaliar as alternativas de atendimento ao mercado de asfaltos, considerando minimizar os custos operacionais envolvidos na entrega aos polos de venda, a partir das refinarias produtoras. O modelo proposto foi aplicado em um estudo de caso que considerou a necessidade da criação de um novo polo de venda, em complemento aos polos atualmente existentes. O resultado obtido permite fundamentar a tomada de decisão na escolha da alternativa que garanta o atendimento ao mercado do país com o menor custo. / [en] The demand for asphalt has been growing strongly in Brazil because of the vigorous cycle of expansion and recovery of roadworks and new projects in roads, ports and airports which comprises the PAC - National Growth Acceleration Program. Given this context, the optimization of asphalt distribution is needed to ensure the supply of the product in the country. In this context, we propose a linear programming model that allows to evaluate alternative services for the asphalt market, considering the minimization of operational costs involved in delivering asphalt from the refineries to the selling locations. The proposed model was evaluated through a case study that addressed the need of creating a new center for delivery, in addition to the currently existing poles. Results obtained were able to support the decision making in choosing the alternative that ensures compliance with the country s market at the lowest cost.

[pt] Este trabalho compara o projeto ótimo determinístico (DDO) com o projeto ótimo baseado em confiabilidade (RBDO) de pórticos planos de concreto armado. A estrutura é modelada por uma malha de elementos finitos usando elementos de barras e considerando a não-linearidade geométrica e dos materiais. Na formulação do problema de otimização proposto as variáveis de projeto são definidas para cada elemento finito da malha. Elas são as armaduras superior e inferior das seções transversais de extremidade do elemento, a altura da seção do elemento, as áreas de armadura transversal e o parâmetro D usado para descrever os estados limites últimos de acordo com a norma brasileira NBR 6118 (ABNT, 2004). Os algoritmos de otimização utilizados são os de programação quadrática seqüencial (PQS), programação linear seqüencial (PLS) e o método das direções viáveis (MDV). As variáveis randômicas do problema de RBDO são a resistência à compressão do concreto, as resistências à tração e à compressão do aço, assim como as cargas aplicadas. As funções de comportamento são de dois tipos, a primeira é relativa à carga crítica da estrutura e a segunda ao controle de deslocamento para o estado limite de utilização. Para o cálculo da probabilidade de falha de uma função de comportamento, em cada iteração do problema de RBDO, o método FORM (PMA) utilizará o algoritmo HMV para obtenção do ponto de projeto. Análise de sensibilidade é feita pelo método analítico. / [en] This work compares the Deterministic Design Optimization (DDO) with the Reliability-Based Design Optimization (RBDO) of reinforced concrete plane frames. The structure is modeled by a finite element mesh using bar elements and considering both geometric and material nonlinearities. In the formulation of the proposed optimization problem the design variables are defined for each element of the finite element mesh. They are the areas of tensile and compressive reinforcement at the element ends, the depth of the element rectangular cross-section, the areas of shear reinforcement, and the parameter D used to describe the deformation limit sates for the element cross-sections defined according to the Brazilian code for the design of concrete structures NBR 6118 (ABNT, 2004). The optimization algorithms used are the Sequential Linear Programming (SLP), the Sequential Quadratic Programming (SQP) and the Method of Feasible Direction (MFD). The random variables of the RBDO problem are the concrete compressive strength, the steel compressive and tensile strength, as well as some applied loads. The performance functions are of two types, the first relates to the critical load of the structure and the second to the control of displacements in the serviceability state. For performing the calculation of the probability of failure for the associated performing function in each iteration of the RBDO problem, the method FORM (PMA) will be used in connection with the HMV algorithm for obtaining the project point. The sensitivity analyses are carried out by the analytical method.

[pt] A presente tese tem como objetivo estabelecer uma metodologia que permita efetuar uma composição otimizada de uma carteira de ativos reais, determinando os que serão selecionados na carteira, de tal forma que atendam a um conjunto de restrições características da carteira sob análise, e levando em conta a possibilidade de exercer opções reais. Esta otimização se realiza em função da maximização da medida de performance Omega, a qual se define como a relação entre o ganho médio esperada e a perda média esperada da distribuição de retornos ou da distribuição de Valores Presente Líquido (VPL). Esta medida requer que seja previamente definido o nível mínimo de retorno (ou VPL) desejado pelos investidores, que é o limite entre a área de ganhos e a de perdas na distribuição. A medida Omega leva em consideração todos os momentos da distribuição de retornos futuros ou VPL, não se restringindo ao mundo simplificado da Média-Variância. É um fato empírico conhecido que as distribuições de muitas variáveis financeiras não seguem uma distribuição normal e que a maioria dos investidores não possuem funções de utilidade quadrática, fazendo com que a modelagem clássica de composição de carteiras proposta por Markowitz (1952) não seja apropriada nestes casos. Omega permite lidar satisfatoriamente com todo tipo de distribuições, sejam ou não normais. Na presente tese, a abordagem proposta se baseia em métodos numéricos de Simulação de Monte Carlo, para a determinação das distribuições de VPL e o cálculo da medida Omega. / [en] This thesis develops a methodology to determine an optimum composition of a portfolio of real assets. It involves selecting real assets which will be included in the portfolio and taking into consideration all the constraints which apply. The possibility of exercising real options is taken into consideration. The determination of the optimum composition is done by maximizing a performance measure called Omega. Omega measure is defined as the relation between the expected average gain (Expected Chance) vs. the expected average loss (Expected Shortfall) of the returns or Net Present Values (NPV) distribution. This measure requires the decision maker to define previously the minimum desirable level of return or NPV, depending on the context it is being used, which is the border between the gains and losses areas in the distribution. Omega takes into account of all the moments of the distribution of the future returns or NPV, implying it does not restrict to the Mean-Variance world. It is a well known empirical fact that many financial variables don´t follow normal distributions or most investors don´t have quadratic utility functions, which causes the classical model of portfolio composition proposed by Markowitz (1952) inappropriate. The Omega measure can deal satisfactorily in all cases not having normal distributions or even in cases which have normal distributions. In this thesis, the numerical method of Monte Carlo Simulation is used to determine the NPV distribution and calculate Omega measure.

[pt] Na análise de séries temporais, os modelos lineares amplamente difundidos e utilizados, como regressões lineares e modelos auto-regressivos, não são capazes de capturar sua natureza muitas vezes não-linear,oferecendo resultados insatisfatórios. Séries financeiras, por exemplo, apresentam este tipo de comportamento. Ao longo dos últimos anos, houve o surgimento de muitos modelos não lineares para análise de séries temporais, tanto estatísticos como de inteligência computacional, baseados em redes neurais. Esta dissertação se propõe a analisar a performance do modelo STAR-Tree sob diversos cenários de conFiguração, parametrização e metodologias de estimação. Esta classe de modelos subdivide os dados de uma série temporal em regiões distintas que atendem critérios especificados em funções chamadas de pertinências. A cada região é atribuído um modelo linear auto-regressivo. Cada dado estimado pode estar em alguma das regiões com algum grau de pertinência determinado pelas funções fornecidas pelo modelo principal. Fatores como a proximidade das regiões, a suavidade das funções de pertinência e a falta de diversidade nos dados podem dificultar a estimação dos modelos. Para avaliar a qualidade das estimações sob os diversos cenários, foi construído um sistema capaz de gerar séries artificiais, importar séries externas, estimá-las sob a modelagem STAR-Tree, e gerar simulações de Monte Carlo que avaliam a qualidade da estimação de parâmetros e a capacidade de detecção das estruturas de árvore do modelo. Ele foi utilizado como ferramenta para realizar as análises presentes na dissertação, e permitiu que se testassem diferentes conFigurações de métodos e parametrizações com facilidade. / [en] In time series analysis, linear models that have been broadly used, such as linear regressions and auto-regressive models, are not able to capture the some times non linear nature of some data, offering poor estimation results. Financial series, for instance, show that kind of behavior. Over the last years, a great number of non linear models have been developed in order to analyze time series, some of them statistical, others based on computational intelligence techniques such as neural networks. The purpose of this dissertation is to analyze the performance of the STAR-Tree model under distinct scenarios that differ in model specification, parameterization and estimation methodologies. This class of models splits time series data into individual regions which fulfill the criteria set up by functions called pertinences. A linear model then is selected for each one of those regions. Each estimated data point can belong to one of the mentioned regions with some degree of pertinence, supplied by the above mentioned pertinence functions. Aspects like the proximity between regions, the smoothness of the pertinence functions and the lack of diversity in real data can significantly affect the estimation of models. In order to evaluate the quality of the estimations under the different proposed scenarios, a software was developed with the capabilities of generating artificial time series, importing external series, estimating them under the STAR-Tree model, and generating Monte Carlo simulations that evaluate the quality of parameter estimation and the tree structure detection capability of the model. The software was used as the single tool to generate this dissertation’s analyses, and allowed that different model specifications and methods could be tested without difficulty.

[pt] Em diversas etapas da cadeia de trabalho da Indústria de Óleo e Gás a atividade de Engenharia de Petróleo demanda processos que envolvem otimização. Mais especificamente, no gerenciamento de reservatórios, as metodologias para a tomada de decisão pelo uso de poços inteligentes envolvem processos de otimização. Nestes processos, normalmente, visa-se maximizar o VPL (Valor Presente Líquido), que é calculado através das curvas de produção de óleo, gás e água fornecidas por um simulador de reservatório. Estas simulações demandam alto custo computacional, muitas vezes inviabilizando processos de otimização. Neste trabalho, empregam-se técnicas de inteligência computacional - modelos de redes neurais artificiais e neuro-fuzzy - para a construção de aproximadores de função para simulador de reservatórios com o objetivo de diminuir o custo computacional de um sistema de apoio à decisão para utilização ou não de poços inteligentes em reservatórios petrolíferos. Para reduzir o número de amostras necessárias para a construção dos modelos, utiliza-se também Projeto de Experimentos Fatoriais Fracionado. Os aproximadores de função foram testados em dois reservatórios petrolíferos: um reservatório sintético, muito sensível às mudanças no controle de poços inteligentes e outro com características reais. Os resultados encontrados indicam que estes aproximadores de reservatório conseguem bom desempenho na substituição do simulador no processo de otimização - devido aos baixos erros encontrados e à substancial diminuição do custo computacional. Além disto, os testes demonstraram que a substituição total do simulador pelo aproximador se revelou uma interessante estratégia para utilização do sistema de otimização, fornecendo ao especialista uma rápida ferramenta de apoio à decisão. / [en] In many stages of the work chain of Oil & Gas Industry, activities of petroleum engineering demand processes that involve optimization. More specifically, in the reservoirs management, the methodologies for decision making by using intelligent wells involve optimization processes. In those processes, usually, the goal is to maximize the NVP (Net Present Value), which is calculated through the curves of oil, gas and water production, supplied by a reservoir simulator. Such simulations require high computational costs, therefore in many cases the optimization processes become unfeasible. Techniques of computational intelligence are applied in this study - artificial neural networks and neuro-fuzzy models - for building proxies for reservoirs simulators aiming at to reduce the computational cost in a decision support system for using, or not, intelligent wells within oil reservoirs. In order to reduce the number of samples needed for build the models, it was used the Fractional Factorial Design of Experiments. The proxies have been tested in two oil reservoirs: a synthetic one, very sensitive to changes in the control of intelligent wells and another one with real characteristics. The replacement of the simulator by the reservoir proxy, in an optimization process, indicates a good result in terms of performance - low errors and significantly reduced computational costs. Moreover, tests demonstrate that the total replacement of the simulator by the proxy, turned out to be an interesting strategy for using the optimization system, which provides to the users a very fast tool for decision support.

[pt] Os mecanismos de busca vêm se tornando os principais intermediários entre os usuários e toda a informação que está disponível na Internet. O bom posicionamento de um sítio nos resultados apresentados aos usuários dos mecanismos de busca é um diferencial de mercado, pois permite aumentar significantemente o tráfego do sítio, além de se trabalhar com a marca da empresa. Esta pesquisa foi realizada com usuários e desenvolvedores, focados em Internet, com o objetivo de apontar recomendações para o projeto de otimização de sítios para mecanismos de busca na Internet. Os métodos utilizados foram: questionário, análise de relatórios do Google Analytics e a realização de um projeto de otimização em um estudo de caso; escala de avaliação de Likert por desenvolvedores e análise da tarefa com os usuários. Com os resultados obtidos é possível afirmar que os desenvolvedores ainda não estão trabalhando adequadamente a otimização e os usuários, cada vez mais, acessam mecanismos de busca na Internet. / [en] Search engines are becoming the main tool between users and all the information available at Internet. The good positioning of a website in a search engine results is a differential of the market, for it allows significant increase on the traffic of the website as well as enforcement in the brand. This research involved users and developers, with focus on the Internet, with the purpose of pointing guidelines for the design of search engine optimization related to search mechanisms on the Internet. The methods were: questionnaire; analysis of Google Analytics reports, development of an optimization project in a case study; evaluation scale of Likert, and task analysis with users. From the obtained data it is possible to affirm that the developers aren't working adequately within the search engine optimization and the users are accessing more and more search engine websites.

[pt] O desenvolvimento de estudos de inventário para Pequenas Centrais Hidroelétricas – PCHs – é uma atividade custosa e demorada. A motivação desta dissertação é, de forma rápida e econômica, verificar a real viabilidade destes projetos. Um modelo computacional foi criado para automatizar estudos de inventário, identificando o potencial de geração hidroelétrica e os locais de instalação dos projetos. A partir da identificação do potencial, é estudada a definição de possíveis eixos de barramento, ou seja, resolve-se o problema da divisão de quedas para um determinado rio. Este trabalho, então, discute a implementação de um modelo para avaliação do potencial hidroelétrico que seleciona e dimensiona projetos hidroelétricos em uma bacia hidrográfica. Este potencial é desenvolvido baseando-se na maximização do benefício líquido, e inclui restrições sócio-ambientais que podem ser adaptadas a diferentes regulamentos locais. Através desta automatização, espera-se reduzir os riscos de empresários investirem uma quantidade de dinheiro significativa em bacias hidrográficas pouco promissoras. / [en] The development of inventory studies for Small Hydropower Plants is a costly and time consuming activity. The motivation of this dissertation is to, quickly and economically, verify the true viability of these projects. A computational model was created to automate inventory studies, identifying the hydroelectric generation potential and the projects’ installation sites. After the identification of the potential, the definition of project siting and project sizing is studied. In other words, the model determines the most adequate sites to build dams among several candidate locations and, for each selected case, the plant design (gross head, installed capacity, reservoir size and others). This potential is developed through the maximization of total net benefit, and includes environmental constraints that can be adapted to different regulations. Through this automation, the risks for entrepreneurs investing a significant amount of money in unpromising river basins are expected to reduce.

[pt] Parâmetros mecânicos utilizados na análise e projeto de estruturas, tais como módulo de elasticidade e tensão de escoamento do material assim como cargas, são na verdade variáveis aleatórias e não determinísticas como se considera normalmente. Conseqüentemente, as respostas das estruturas, tais como deslocamentos e tensões, são também variáveis aleatórias e, portanto há incerteza quanto à determinação dessas variáveis. Nesse trabalho as incertezas relativas aos parâmetros mecânicos dos materiais e, por conseguinte as incertezas quanto às respostas da estrutura, serão consideradas no projeto ótimo de estruturas reticuladas planas tais como treliças e pórticos. Para a determinação da resposta incorporando incertezas será usado o método de análise estatística linear. As análises de sensibilidade serão feitas pelo método analítico direto e o algoritmo de otimização empregado será o de pontos interiores. / [en] Mechanical parameters used in the analysis and design of structures, such as the elasticity modulus and the yielding stress for the material as well as the loads, are in fact, random rather than deterministic variables as they are usually considered. Consequently, the structural response, such as displacements and stresses, are also random variables, and in this way, there are uncertainties while determining these variables. In this work the uncertainties related to the mechanical parameters for the material and, as consequence, the uncertainties corresponding to structural response will be taken into account in the optimum design of framed structures, such as trusses and frames. For the determination of the structural response considering uncertainties, the linear statistical method will be applied. The sensitivity analyses will be performed by the direct analytical method and the interior point algorithm will be used as optimization algorithm.

[pt] A otimização de planos de freqüência de transponders em redes de comunicação por satélite é extremamente útil para se alcançar um utilização eficiente da órbita geoestacionária e dos recurso do espectro de freqüência. Devido ao crescente desenvolvimento de sistemas de comunicação por satélite, o número de satélites geoestácionários vem aumentando rapidamente. Isto torna a separação angular entre os satélites cada vez menor e conseqüentemente a interferência co-canal entre sistemas que utilizam a mesma faixa de freqüências tem impactado cada vez mais o projeto e operação de sistemas de comunicação por satélite. Torna-se então cada vez mais necessário o desenvolvimento de técnicas que permitam a redução desta interferência intersistema possibilitando assim acomodar o maior número possível de satélites na órbita geoestacionária mantendo os níveis de interferência dentro de critérios estabelecidos por organismos internacionais. O rearranjo de planos de freqüência é considerado uma técnica eficiente para aplicação em situações práticas. Torna-se, assim, cada vez mais importante o desenvolvimento de métodos sistemáticos e correspondentes algoritmos práticos para a otimização de planos de freqüência de uma maneira eficiente e automática. Na idéia básica enfocada aqui é a de se fazer um rearranjo dos planos de freqüência de tal forma que a maior interferência co-canal seja minimizada, considerando-se todas as portadoras dos sistemas-satélite envolvidos. Com este objetivo, foram examinados neste trabalho dois modelos distintos para se fazer o rearranjo dos planos de freqüência. O modelo dito bidimensional otimiza a distribuição das portadoras de um determinado plano considerando que as distribuições das portadoras de outros planos são mantidas fixas. Já o modelo dito tridimensional otimiza as distribuições das portadoras de dois planos simultaneamente considerando as distribuições dos demais planos fixas. Os resultados indicam um performance superior do modelo tridimensional tendo sido obtidos níveis mais reduzidos de interferência em comparação com o modelo bidimensional. / [en] The optimization of transponder frequency plans in satellite communication networks is extremely useful to achieve na efficient use of the geoestacionary orbit and frequency spectrum resources. Due to the recent development of satellite communication systems, the number of geostationary satellites is rapidly increasing. Thes makes the satellite angular spacing smaller and the cochannel interference among satellite systems employing the same frequency band has became a factor which seriously affect the system design and operation. It is highly needed the development of techniques to reduce this intersystem interfernce so as to accommodate as many satellites as possible in the geostationary orbit while keeping the interference levels within the criteria estabilished by international organisms. The rearrangement of frequency plans is considered an efficient tecnique in pratical situations. In this way, it is highly required the development of systematic methods and cprresponding pratical algorthmis for the optimization of frequency pllans in an efficient and automatic manner. The basic idea of this method is to make an rearrangement of the frequency plans so that the largest cochannel interference is minimized, considering all the carriers of the satellite systems involved. In this regard, two different models to make the rearrangement of the frequency plans were examined. The so called two dimensional model optimizes the carrier frequency assignment of a predetermined plan, considering that the carrier frequency assignments of the other plans are kept fixed. The so called three dimensional model optimzes the carrier frequecy assignments of two plans simultaneously, considering that the frequency assignments of the other plans are kept fixed. The results indicate a better performance of the three dimensional model which generated lower levels of interference when compared with the two dimensional model.

[pt] Este trabalho focaliza a análise elasto-plástica de componentes mecânicos e estruturais. Especial atenção é dada a formulação da equação constitutiva. A relação constitutiva em taxas é equacionada na forma de potenciais generalizados onde utiliza-se o conceito de subgradientes. Para tal, são introduzidos conceitos básicos da termodinâmica sendo usadas variáveis internas para descrever os mecanismos dissipativos. São apresentados pseudo-potenciais em incrementos finitos de tensões e deformações que incorporam a admissibilidade plástica e são capazes de descrever o descarregamento elástico local desde que não haja plastificação seguida de descarregamento no passo. Esta forma é utilizada na obtenção-de Princípios de Mínimo para a análise elasto-plástica. A discretização espacial é feita utilizando o Método dos Elementos Finitos. São considerados algoritmos para a solução de tal problema. São incluídas aplicações numéricas a problemas planos e a flexão de placas. / [en] The elastic-plastic analysis of structural components is considered. The formulation of the constitutive equations is specially focused. The constitutive relation for rates is derived from pseudo-potentials by using the sub-gradient concept. Internal variables are introduced to describe dissipation mechanisms and thermodynamical concepts are used in order, to obtain the corresponding potential relationships. Generalized potentials are also presented for the approximate constitutive relation in terms of finite increments of strain and stress. This formulation incorporate plastic admissibility constraínts and it is also able to describe local elastic unloading except the case when it follows plastic yielding in the true incremental process. This form of the constitutive equation is used next to obtain minimum principles for the elastic-plastic analysis. Spatial discretization is performed by means of the Finíte Element Method. Some algorithms are discussed for the solution of the variational formulations considered. Numerical applications are presented for plane problems and plate bending.