[pt] A Petrobras, maior empresa de óleo e gás do Brasil e uma das maiores do mundo, possui mais de 94 porcento da sua produção proveniente de campos offshore. Na região Sudeste o transporte dos trabalhadores para as unidades marítimas de exploração e produção é realizado por modal aéreo, através de helicópteros afretados de médio a grande porte. Para atender ao grande número de voos, a Petrobras possui uma central de planejamento e programação de voos, cujo objetivo é construir escalas de atendimento eficientes, em relação ao uso de recursos e ao nível de serviço. Um dos desafios enfrentados é gerar, manualmente, programações dos voos em situações de ruptura do atendimento, como por exemplo quando ocorre interrupção de pousos e decolagens devido a condições meteorológicas adversas (exigindo que os voos sejam programados para horários posteriores aos previamente planejados). Nessa dissertação de mestrado, é proposta uma abordagem de programação estocástica para gerar a programação de voos offshore ótima do ponto de vista do nível de serviço, reduzindo os atrasos esperados nos voos. Considerando a característica combinatória dos problemas de agendamento, utilizou-se o método de Aproximação pela Média Amostral (SAA) para gerar os cenários do modelo de programação estocástica. Um modelo de Simulação de Eventos Discretos também foi desenvolvido para avaliar o nível de serviço das programações de voos geradas. Os resultados numéricos indicam que a abordagem estocástica pode reduzir atrasos imprevisíveis, que causam grande impacto nos passageiros e na cadeia de suprimentos. / [en] Petrobras, the largest oil and gas company in Brazil and one of the largest in the world, has more than 94 percent of its production from offshore fields. In the Southeast region, workers are transported to offshore exploration and production units by air, using medium size to large size chartered helicopters. To serve the large number of flights, Petrobras has a flight planning and scheduling center, with the objective of building efficient service scales, related to the use of resources and the level of service. One of the challenges faced is to generate, manually, flight schedules in situations of disruption of service, such as when there is an interruption of landings and takeoffs due to adverse weather conditions (requiring that flights be scheduled for times after those previously planned). In this master s thesis, a stochastic programming approach is proposed to generate the optimal offshore flight schedule from the service level point of view, reducing expected flight delays. Considering the combinatorial characteristic of scheduling problems, the Sample Average Approximation (SAA) method was used to generate the scenarios of the stochastic programming model. A Discrete Event Simulation model was also developed to evaluate the service level of the generated flight schedules. The numerical results indicate that the stochastic approach can reduce unpredictable delays, which have a major impact on passengers and the supply chain.

[pt] O objetivo desta dissertação é desenvolver e demonstrar a aplicabilidade de um modelo multicritério para a seleção de opções de afretamento de navios para exportação e importação de petróleo e derivados, segundo dois vetores de transformação do transporte marítimo internacional – Shipping 4.0 e Green Shipping. A pesquisa pode ser considerada aplicada, descritiva e metodológica. Quanto aos meios de investigação, a metodologia compreende: (i) pesquisa bibliográfica e documental sobre os temas centrais da pesquisa; (ii) caracterização das principais tecnologias digitais embarcadas e sistemas inteligentes que vêm sendo empregados na indústria naval, associando-as a requisitos funcionais e operacionais de navios inteligentes e sustentáveis; (iii) análise morfológica para concepção de configurações alternativas de navios inteligentes e sustentáveis; (iv) desenvolvimento de modelo multicritério para seleção de opções de afretamento de navios inteligentes e sustentáveis no contexto de exportação e importação de petróleo e derivados; e (v) demonstração da aplicabilidade do modelo conceitual, mediante a realização de um estudo empírico em uma empresa de transporte marítimo, subsidiária da Petrobras – a Transpetro. Destaca-se como resultado principal um modelo multicritério inovador para seleção de opções de afretamento de navios para exportação e importação de petróleo e derivados, que emprega análise morfológica para a geração das configurações alternativas de navios inteligentes e sustentáveis e um método multicritério de apoio à decisão para a seleção propriamente dita das alternativas de afretamento, segundo uma visão conjunta dos dois vetores de transformação do transporte marítimo internacional. O estudo empírico desenvolvido da Transpetro permitiu demonstrar a aplicabilidade do modelo em um contexto organizacional real e evidenciar seu potencial de replicação em outras empresas de transporte marítimo no Brasil e no mundo que desejam operar com novos modelos de negócio, segundo o novo paradigma de transporte marítimo internacional. / [en] This dissertation aims to develop and demonstrate the applicability of a multicriteria model for the selection of shipping freight options for export and import of crude oil and derivatives, aligned to the new paradigm of international maritime transport driven by two vectors of transformation - Shipping 4.0 and Green Shipping. The research can be considered applied, descriptive and methodological. The methodology comprised: (i) bibliographic and documental analysis on the central themes of the research; (ii) characterization of the key enabling digital technologies that have been used in the shipping industry, associating them with the functional and operational requirements of intelligent and sustainable ships; (iii) morphological analysis to design alternative configurations of shipping freight options for exporting and importing of oil and derivatives; (iv) development of a multicriteria model for the selection of shipping freight options for exporting and importing oil and derivatives, according to the new paradigm of international maritime transport; and (v) empirical study carried out in a maritime transport company, a subsidiary of Petrobras – Transpetro. The main result of this research is an innovative multicriteria model for the selection of shipping freight options for exporting and importing oil and derivatives, which integrates morphological analysis with a multicriteria approach for selecting shipping freight options, aligned to a joint vision of shipping 4.0 and green shipping. Furthermore, the empirical study developed at Transpetro made it possible to demonstrate the applicability of the model in a corporate context and to highlight its potential for replication in other maritime transport companies in Brazil and in the world, which wish to operate according to new business models in the new paradigm of international maritime transport.

[pt] A indústria offshore vive atualmente a quarta revolução industrial que traz novos desafios para a cadeia de suprimentos e exige a implementação de paradigmas clássicos como a filosofia Lean, a fim de aumentar a eficiência e aprimorar processos, obtendo vantagens competitivas sustentáveis que são requisitos base para a transformação digital. Entretanto, ainda é limitada a aplicação do Lean no setor de transporte rodoviário e há escassez de estudos práticos sobre como o Lean Transportation (LT) pode apoiar a melhoria das operações offshore. Dessa forma, objetiva-se aplicar técnicas do LT para reduzir desperdícios no processo de transporte dedicado destinados à cadeia de suprimentos offshore de uma empresa de grande porte do setor de óleo e gás. Para isso utilizou-se uma pesquisa-ação com abordagem multimétodo por meio de scoping review, grupos focais e observação participante e aplicação de ferramentas Lean como o Value Stream Mapping (VSM) para identificar desperdícios presentes no processo e possibilidades de melhoria competitiva para a área interna de logística da empresa em análise, permitindo uma logística de transporte planejada com nível de serviço adequado às necessidades do cliente. Como produto, observou-se a redução de desperdícios principalmente nas etapas de espera de carregamento e descarregamento em transporte rodoviário dedicado por meio de um caso de intervenção real, resultando na implementação de ações de controle, automatização e aprimoramento das atividades com redução expressiva do tempo de inatividade do processo, ganho monetário de 6.300.000,00 reais por ano para a operação e produtos como questionário de benchmarking, protocolo de pesquisa-ação e ciclo PDCA que podem ser aplicados em outras empresas do mesmo segmento. Também foram identificados, qualitativamente, desperdícios associados a esforço humano e recursos digitais mal-empregados ou não implementados. / [en] The offshore industry is currently experiencing the fourth industrial revolution that brings new challenges to the supply chain and requires the implementation of classical paradigms such as Lean philosophy in order to increase efficiency and improve processes, obtaining sustainable competitive advantages that are basic requirements for digital transformation. However, the application of Lean in the trucking industry is still limited and there is a dearth of practical studies on how Lean Transportation (LT) can support the improvement of offshore operations. Thus, the objective is to apply LT techniques to reduce waste in the dedicated transportation process for the offshore supply chain of a large oil and gas company. To do so, it was used action research with a multi-method approach through scoping review, focus groups and participant observation and application of Lean tools such as Value Stream Mapping (VSM) to identify waste present in the process and possibilities of competitive improvement for the internal logistics area of the company under analysis, allowing a planned transport logistics with a level of service appropriate to customer needs. As a result, there was a reduction in waste mainly in the waiting stages of loading and unloading in dedicated road transport through a real intervention case, resulting in the implementation of control actions, automation and improvement of activities with a significant reduction in downtime of the process, monetary gain of BRL 6,300,000.00 per year for the operation and products such as a benchmarking questionnaire, action research protocol and PDCA cycle that can be applied to other companies in the same segment. We also identified, qualitatively, waste associated with human effort and digital resources misused or not implemented.

[pt] O objetivo da dissertação é propor uma sistemática de avaliação para programas de normalização empresarial que integre as abordagens conceituais de avaliação de programas e de aprendizagem organizacional e que possa ser aplicada ao Programa de Normalização da Unidade de Terminais Aquaviários da Transpetro. No contexto organizacional no qual a pesquisa se insere, considera-se que a prática da avaliação pode gerar aprendizado organizacional, na medida em que permite a detecção de erros e sinaliza alternativas concretas de ação que gerem aumento da eficiência e da eficácia em suas operações. A motivação da pesquisa surgiu da necessidade da empresa em foco dispor de uma sistemática de avaliação para programas de normalização empresarial, capaz de mensurar a eficiência do referido Programa, em especial quanto ao grau de atendimento da Unidade de Terminais Aquaviários às normas e aos regulamentos técnicos do contexto socioprodutivo no qual a empresa atua. Quanto à metodologia adotada, a investigação da conexão entre avaliação de programas e normalização empresarial seguiu uma orientação preponderantemente dedutiva. Foi proposto um modelo teórico, e, a partir desse arcabouço conceitual, utilizou-se o caso do Programa como evidência empírica. Para tal, adotou-se o método de estudo de caso, tendo sido consideradas práticas de avaliação reportadas na literatura especializada. Destaca-se como resultado, uma sistemática inovadora para a avaliação de programas de normalização empresarial que integra as abordagens conceituais de avaliação de programas e de aprendizagem organizacional. Como conclusão, a pesquisa mostra que a sistemática de avaliação proposta mostrou-se adequada para os fins a que se destina, constituindo um importante instrumento de gestão e de aprendizagem que poderá ser disseminado em outros contextos organizacionais de normalização empresarial. / [en] The objective of this dissertation is two-fold: (i) propose a program evaluation model for enterprise standardization programs based upon two conceptual and interlinked approaches: program evaluation and organizational learning; (ii) to validate the proposed model through a case study on Transpetro s Marine Terminals Standardization Program. In this context, evaluation practice may generate organizational learning to help Transpetro correct standardization program deviations and increase its efficiency and effectiveness towards operational excellence. As a matter of fact, standardization programs are necessary in marine terminals operations where standards are the minimum acceptable requirements to fulfill the goals for the operator, and the maximum requirements provided to the work for the contractor. Additionally, marine terminals should attend sector s regulations, occupational safety guidelines, and environmental management standards. The motivation of this research arose from Transpetro s need to have a program evaluation model capable of measuring efficiency of its Marine Terminals Standardization Program. The methodology encompasses: (i) literature survey on program evaluation and organizational learning; (ii) design of a standardization program evaluation model based on a conceptual framework which links both theoretical approaches; (iii) development of a case study on Transpetro s Marine Terminals Standardization Program; and (iv) formulation of conclusions and suggestions for future research and replication in other organizational contexts. The main results can be summarized as follows: (i) an innovative evaluation model to assess enterprise standardization programs; and (ii) a set of indicators for measuring efficiency and effectiveness of Transpetro s Marine Terminals Standardization Program. As a conclusion, it can be said that the proposed program evaluation model fulfilled expectations and assumptions formulated at the very beginning of this research. According to the opinion of Transpetro s managers and teams involved, the model is a useful management and learning tool for enterprise standardization initiatives and has a large potential for replication in other organizational contexts from the empirical evidences achieved.

[pt] Este trabalho apresenta o estágio atual do desenvolvimento de uma ferramenta numérica para simulação e análise do fluxo bifásico e do transporte multicomponente e de calor em meios porosos com interação química em duas dimensões. O programa desenvolvido foi baseado no UNSATCHEM_2D escrito em linguagem Fortran. A discretização das equações diferenciais parciais é feita em elementos finitos no espaço e em diferenças finitas no tempo. Uma interface grá- fica foi criada em linguagem Lua para a entrada dos dados e visualização dos resultados. Esta interface foi baseada no programa Mtool do TecGraf. O objetivo do trabalho foi implementar uma ferramenta que acoplasse diferentes processos em meios porosos: fluxo bifásico, transporte de solutos, processos químicos e temperatura. A ferramenta desenvolvida deverá ser útil em análises de problemas ambientais. Em particular, o enfoque deste trabalho é no acoplamento de processos químicos. Para isto, uma rotina de especiação química foi acoplada à cinética química com relevância na oxidação mineral. Para resolver o problema da especiação química, o programa Phreeqc foi utilizado. O trabalho apresenta detalhes dos processos de análise, de suas equações relevantes e da implementação numérica. No estágio atual de desenvolvimento, o programa é capaz de avaliar o transporte de metais e, em particular, a simulação da drenagem ácida em barragens de rejeito e pilhas de estéril sob condições complexas. Exemplos de validação e ilustrativos são mostrados e discutidos. São sugeridas algumas possibilidades de futuros acoplamentos à ferramenta numérica desenvolvida. / [en] This work presents the present stage of development of a numerical platform for simulation and analysis of two-phase flow and of, non isotermic, multicomponent transport in porous media with chemical interaction in two dimensions. The developed computer code is based on the UNSATCHEM_2D code written in Fortran language. The discretization of the partial differential equations is done by finite elements at the space and in finite difference at the time. A graphical interface was created in language Lua for the input of the data and result visualization. This interface was based on the program TecGraf’s Mtool. The purpose of the work was to construct a numerical tool that couples different processes in porous media: flow (two-phase), transport of solutes, chemical processes and temperature. The developed tool should be useful in the analysis of environmental problems. In particular, the work focused on the coupling of chemical processes. For this, a chemical speciation routine was coupled to chemical kinetics with relevance to mineral oxidation. In order to solve the chemical speciation problem, the program Phreeqc was used. The work presents details of the analyzed processes, their relevant equations and of the numerical implementation. At the present stage of development, the computer program is able to evaluate the transport of metals and, at particular, the simulation of the acid mine drainage at tailings discharge and waste rock piles under complex conditions. Validation and illustrative examples are shown and discussed. Possibilities of future additions to the developed tool are suggested.

[pt] Durante o período compreendido entre junho e dezembro de 2014, foram coletadas amostras de MP2.5 e MP10 ao longo da orla marítima do Rio de Janeiro, com a finalidade de caracterizar quimicamente as espécies presentes, identificar as possíveis fontes e avaliar a influência do oceano nas amostras. As amostras foram coletadas por um período de 24 h utilizando Hi-Vol e filtros de fibra de vidro e quartzo. A massa do material particulado (MP) foi determinada por gravimetria. Os filtros com MP foram extraídos com água e/ou HNO3. O extrato ácido foi analisado por Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado para a determinação de onze elementos. O extrato aquoso foi analisado por Cromatografia Iônica e Carbono Orgânico Total, para a determinação de íons inorgânicos e de ácidos orgânicos e carbono orgânico. As maiores concentrações de íons inorgânicos, foram obtidas para SO42->Na+>NO3->Cl->C2O42- na maioria das estações monitoradas. Em MP2,5 correlações acima de 0,7 foram observadas entre os íons NO3- e SO42-, além disso, estes aníons também apresentaram coeficientes de correlação significativos com o NH4+, sugerindo fontes antrópicas e a formação de aerossóis secundários. Por outro lado, no MP10 foi possível observar a contribuição marinha nas amostras, através das correlações fortes, entre o Na+, principal traçador de água de mar, com o Cl-, Mg2+ e Ca2+. Finalmente, através da fração mássica reconstituída se observou que as fontes naturais, representadas pelo aporte do solo e do sal marinho contribuem com cerca do 50 porcento dos aerossóis nas duas frações, apresentando maiores porcentagens no MP10, enquanto que, os aerossóis secundários predominam no MP2,5. / [en] During the period between June and December of 2014, was collected samples of PM2.5 and PM10 along the seafront of Rio de Janeiro, in order to chemically characterize the species present, identify the possible sources and evaluate the influence of the ocean in the samples. The samples were collected for a 24 h period using Hi-Vol and quartz and glass fiber filters. The particulate material (PM) mass was determined by gravimetry. The filters with PM were extracted with water and/or HNO3. The acid extract was analyzed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry for the determination of eleven elements. The aqueous extract was analyzed by Ionic Chromatography and Total Organic Carbon, for the determination of inorganic ions and organic acids and organic carbon. The highest inorganic ions concentrations were obtained for SO42->Na+>NO3->Cl-->C2O42- in most of the monitored stations. In PM2,5 correlations were observed above 0,7 between the ions NO3- and SO42-, furthermore, this anions also showed significant correlation coefficients with NH4+, suggesting anthropogenic sources and the formation of secondary aerossols. On the other hand, in PM10 was possible to observed the marine contribution in the samples, through the strong correlations, between o Na+, major tracer of seawater, with Cl-, Mg2+ e Ca2+. Finally, through the reconstituted mass fraction it was observed that the natural sources, represented by land and sea salt contributes about 50 percent of the aerossol in the two fractions, showing higher percentages in the PM10, while, the secondary aerossol prevail in the PM2,5.

[pt] O consumo de combustível em empresas do setor de transporte ferroviário representa um dos maiores gastos operacionais e uma das maiores preocupações em termos de emissões de poluentes. O alto consumo em combustíveis acarreta também em uma alta representatividade na matriz de escopo de emissões (mais de 90 por cento das emissões de ferrovias são provenientes do consumo de combustível fóssil). Com o viés de se buscar uma constante melhora operacional, estudos vêm sendo realizados com a finalidade de se propor novas ferramentas na redução do consumo de combustível na operação de um trem de carga. Nesse ramo, destaca-se o aperfeiçoamento dos parâmetros de condução de um trem que são passíveis de calibração com o objetivo de reduzir o consumo de combustível. Para chegar a esse fim, o presente trabalho implementa dois modelos de aprendizado de máquina (machine learning) para prever a eficiência energética de um trem de carga, são eles: floresta randômica e redes neurais artificiais. A floresta randômica obteve o melhor desempenho entre os modelos, apresentando uma acurácia de 91 por cento. Visando calcular quanto cada parâmetro influencia no modelo de previsão, este trabalho também utiliza técnica de efeitos acumulados locais em cada parâmetro em relação à eficiência energética. Os resultados finais mostraram que, dentro dos quatro parâmetros de calibração analisados, o indicador de tração por tonelada transportada apresentou maior representatividade em termos de impacto absoluto na eficiência energética de um trem de carga. / [en] Fuel consumption in companies in the rail transport sector represents one of the largest operating expenses and one of the biggest concerns in terms of pollutant emissions. The high fuel consumption also entails a high representation in the emissions scope matrix (more than 90 percent of railroad emissions come from fossil fuel consumption). Aiming to seek constant operational improvement, numerous studies have been carried out proposing new tools to reduce fuel consumption in the operation of a freight train. In this way, it is important to highlight the improvement of train driving parameters that can be calibrated to reduce fuel consumption. To accomplish this goal, the present work implements two machine learning models to predict the energy efficiency of a freight train: random forest and artificial neural networks. The random forest achieves the best performance against the models, with an accuracy of 91 percent. To calculate how much each parameter influences the prediction model, this work also uses the technique of accumulated local effects for each parameter related to energy efficiency. The final results show that, within the four analyzed calibration parameters, the traction per transported ton indicator presented greater representation in terms of absolute impact on the energy efficiency of a freight train.