Submitted by Joana Azevedo (joanad@id.uff.br) on 2017-12-11T13:15:24Z No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2018-01-10T15:41:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-10T15:41:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) Previous issue date: 2017-01-11 / Em função da ocorrência de acidentes industriais catastróficos, observados nas últimas décadas, a segurança de processos emergiu como um tema de grande relevância, sobretudo para as organizações classificadas como de alto risco. Tal fato deveu-se aos impactos ambientais, materiais, humanos e aos ativos intangíveis, decorrentes destes eventos. Na indústria do petróleo, a maior representação deste tipo de acidente é o ocorrido durante a perfuração do poço de petróleo Macondo, no Golfo do México, em 2010. Este evento demonstrou que havia, àquela época, fragilidades na indústria de óleo e gás em todo o mundo, além de dúvidas quanto à capacidade de governos e agências reguladoras para prevenir e contingenciar ocorrências dessa magnitude. Por este motivo, tal acidente demandou mudanças imediatas e impactantes na regulamentação vigente e na gestão da segurança de processos das empresas deste ramo. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo propor práticas para a melhoria da gestão da segurança de processos, na atividade de construção de poços marítimos de uma empresa petrolífera brasileira, de modo a evitar a ocorrência de acidentes de grande magnitude, como o ocorrido no Golfo do México. Para atender ao objetivo proposto, foram analisados casos de sucesso na indústria e foi conduzido um estudo de caso na empresa onde se pretende implementar o modelo de gestão. Este último foi realizado na área de transporte aéreo de pessoas, que também possui operações de alto risco, tal como a atividade de construção de poços de petróleo. Desta forma, além de ter grande contribuição científica, esta pesquisa pode ser inspiradora para as empresas que estejam diante do desafio de gerir a segurança dos seus processos, em cenários de grande complexidade, onde a combinação de diferentes variáveis podem causar acidentes de grandes proporções. / Due to occurrences of major accidents, observed in recent decades, process safety emerged as a very important issue for high risk organizations. This is because such accidents are characterized by the environmental, material, human and intangible assets impacts. In the oil and gas industry, the main representation of major accident is Macondo, a well drilled in the Gulf of Mexico in 2010. This event had shown the oil and gas industry’s weakness and had created doubts about the ability of governments and regulatory agencies to prevent and to manage occurrences of this magnitude. At that time, Macondo required immediate and impactful changes in the current regulations and in process safety management of oil and gas companies. In this context, this present study aims to suggest some practices, focusing on process safety, for drilling and completion activities of a Brazilian oil company, in order to prevent the occurrence of major accidents, as occurred in Gulf of Mexico. Industry successful cases were analyzed and it was performed a case study at air transport sector, whose operations are considered as high risk, as the drilling well activity. In this way, besides the great scientific contribution, this research can inspire companies that have the challenge of manage their process safety, in high complexity scenario, where interaction of multiple variables can cause serious accidents.

Hidratos de gás são importantes em questões que vão desde o bloqueio de tubulações na indústria de produção de óleo e gás, até o sequestro de dióxido de carbono, transporte de gás natural, dessalinização de água salgada e purificação de água contaminada. A fim de investigar estes campos e aplicações, necessita-se determinar inicialmente a temperatura e pressão nas quais os hidratos se formam. Isto pode ser feito por meio de experimentos de formação e/ou dissociação de hidratos, bem como utilizando-se de modelos termodinâmicos, correlações empíricas e métodos computacionais. Estudou-se nesse trabalho o desempenho da PC-SAFT na modelagem da fase fluida no equilíbrio da formação de hidratos, comparando seus resultados com a equação de Peng-Robinson e o modelo proposto por Klauda e Sandler. Para a molécula de água, em especial, avaliaram-se as configurações possíveis para o esquema de associação. Para a fase hidrato, avaliou-se a equação de van der Waals e Platteuw (vdWP), e levou-se em conta o efeito das cascas adicionais na estimativa da constante de Langmuir. Por fim, foram propostas duas equações com termos ajustáveis para a fugacidade da água na fase hidrato em função da temperatura, uma linear e outra quadrática, para utilização conjunta com a equação PC-SAFT. Para comparação, quando possível os sistemas foram avaliados com auxílio do software CSMGem. A utilização da equação PC-SAFT em conjunto com as expressões propostas resultou na melhor predição da pressão de equilíbrio em temperaturas determinadas. / Gas hydrates are important for issues that include flow assurance in oil and gas industries, carbon sequestration, natural gas transport, seawater desalinization, and purification of contaminated water. To investigate those fields and applications, temperature and pressure in which hydrates are formed must be determined. This can be done through hydrate formation and/or dissociation experiments, as well as through thermodynamic models, empirical correlations, and computational methods. In this work, the performance of the PC-SAFT in modeling the fluid phase in hydrate phase equilibrium was investigated. Its results were compared to the Peng-Robinson equation of state and to the model proposed by Klauda and Sandler. For the water molecule, different association schemes were considered. For the hydrate phase, the van der Waals and Platteuw (vdWP) equation was used. The effect of additional shells in the estimation of the Langmuir constant was assessed. Finally, equations for water fugacity in hydrate phase, as a function of temperature, were proposed. These equations were intended to be used with the PC-SAFT equation of state, and both linear or quadratic equations were considered. For comparison, when possible the software CSMGem was used to compute the equilibrium conditions. The use of the PC-SAFT EOS, along with the proposed equations, resulted in a better prediction of the equilibrium pressure as a function of temperature.

Os aços de alta resistência e baixa liga são amplamente utilizados em dutos transportadores de óleo e gás e, atualmente, o desenvolvimento de novos projetos de liga e o uso de técnicas altamente avançadas de fabricação e processamento dos aços se tornaram essenciais para obtenção de estruturas que resistam aos danos provocados por H, principal motivo de falha de oleodutos e gasodutos em meios ricos em H2S. No presente trabalho, avaliou-se o efeito de características microestruturais na difusividade do H em dois aços grau API X65, com diferentes teores de Mn. Uma das chapas ainda está em fase experimental de desenvolvimento, tem baixo teor de Mn e foi produzida para aplicação em ambientes sour. A outra chapa tem alto teor de Mn, já é usada comercialmente há alguns anos e foi desenvolvida para trabalho em ambientes doces. Os dois materiais passaram por caracterização microestrutural nas três seções da chapa: longitudinal e transversal à direção de laminação e do topo da chapa (paralela à direção de laminação). Após a caracterização, amostras de cada seção dos aços foram submetidas a ensaios de permeabilidade ao H; o aço baixo Mn passou por análises de EBSD (Difração de Elétrons Retroespalhados), para determinação de textura. O aço baixo Mn tem microestrutura homogênea ao longo da espessura da chapa, composta por ferrita refinada e pequenas ilhas de perlita. O aço alto Mn, por sua vez, apresenta microestrutura heterogênea ao longo da espessura, formada por bandas de ferrita e perlita, com marcada presença de segregação central de elementos de liga. Os ensaios de permeabilidade ao H mostraram que os coeficientes de difusão efetiva do H, Deff, do aço baixo Mn são ligeiramente superiores aos do aço alto Mn. Outros dois importantes parâmetros que foram calculados para os dois aços são a concentração de H na sub-superfície do material, C0, e o número de traps por unidade de volume, Nt. Contrariando expectativas, o aço baixo Mn apresentou maiores valores de C0 e Nt do que o aço alto Mn. Ensaios preliminares de dessorção térmica realizados nos dois aços mostraram os mesmos resultados: o aço baixo Mn aprisiona mais H do que o aço alto Mn. Estes resultados contraditórios de C0 e Nt foram atribuídos à presença de nanoprecipitados de microadições de liga no aço baixo Mn, não detectáveis por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Ainda, para os dois aços, os valores de Deff variaram em função da seção analisada da seguinte maneira: Deff longitudinal ? Deff transversal > Deff topo. Para entender melhor o comportamento anisotrópico da difusão do H nos dois aços calculou-se um novo coeficiente de difusão, que foi chamado de coeficiente de difusão no estado estacionário, Dss. O Dss considera que todos os traps do aço estão saturados, permitindo, assim que se avalie somente o efeito de obstáculos físicos à difusão do H. No aço alto Mn, o Dss variou da mesma maneira que o Deff: Dss longitudinal ? Dss transversal > Dss topo; este comportamento foi atribuído ao bandeamento presente no material. No aço baixo Mn, o Dss variou de forma diferente do Deff: Dss transversal > Dss longitudinal >= Dss topo, indicando que a difusão do H pode ser auxiliada por contornos de grão enquanto os traps estão sendo saturados, e que a textura cristalográfica pode influenciar a difusão após o estado estacionário ser atingido. / High strength low alloy steels are widely applied as pipelines for crude oil and natural gas transportation and, currently, new approaches to alloy design, in addition to the use of advanced steelmaking and processing techniques, have become essential for obtaining structures that resist to hydrogen damage, which is the main cause of pipelines failure in H2S-rich environments. The main objective of the present work is to evaluate the influence of microstructural features on hydrogen diffusivity in two API X65 steels, with different Mn contents. One of the steel plates has been recently developed for usage in sour environments, is on its experimental stage and has a low Mn content. The other one is a commercial plate steel, with high Mn content, developed for sweet applications. Both steel plates were characterized in its three sections, in relation to the rolling direction: longitudinal, transverse and top surface of the plate (parallell to the rolling direction). After that, samples obtained from each section of the plates were submitted to hydrogen permeation tests; the low Mn steel was also analysed with EBSD, for texture determination. The low Mn steel presents a homogeneous microstructure through plate thickness, composed of refined ferrite and small pearlite islands. The high Mn steel has a heterogeneous microstructure through the plate thickness, composed of ferrite and pearlite bands, and presents centerline segregation. Hydrogen permeation tests showed that the Deff obtained for the low Mn steel sections are slightly higher than for the high Mn steel. Another two important parameters that were calculated for both steels are the subsurface hydrogen concentration, C0, and the number of traps per unit volume, Nt. Contrary to what was expected, the low Mn steel presented the higher C0 and Nt values. Thermal dessorption spectroscopy analysis confirmed that the low Mn steel traps more H atoms than the high Mn one. These results, along with the similar Deff values, were related to the presence of nanoprecipitates of microalloying elements, that cannot be detected via optical and scanning electron microscopy. Additionally, also for both steels, the Deff values varied in function of the analyzed section as it follows: Deff longitudinal ? Deff transverse > Deff top. In order to better understand this anisotropic behavior, a new diffusion coefficient, which was called diffusion coefficient at the steady state, Dss, was determined. Dss considers that all the trapping sites are saturated, enabling, thus, the evaluation of physical obstacles to H diffusion. For the high Mn steel, the Dss varied in the same matter as the Deff: Dss longitudinal ? Dss transverse > Dss top; this behavior was associated with the microstructural banding present in the material. For the low Mn steel, the Dss exhibited a different behavior: Dss transverse > Dss longitudinal >= Dss top, suggesting that H diffusion can be aided by grain boundaries while the trapping sites are being filled and that crystallographic texture may play its role after the steady state is reached.

Hidratos de gás são importantes em questões que vão desde o bloqueio de tubulações na indústria de produção de óleo e gás, até o sequestro de dióxido de carbono, transporte de gás natural, dessalinização de água salgada e purificação de água contaminada. A fim de investigar estes campos e aplicações, necessita-se determinar inicialmente a temperatura e pressão nas quais os hidratos se formam. Isto pode ser feito por meio de experimentos de formação e/ou dissociação de hidratos, bem como utilizando-se de modelos termodinâmicos, correlações empíricas e métodos computacionais. Estudou-se nesse trabalho o desempenho da PC-SAFT na modelagem da fase fluida no equilíbrio da formação de hidratos, comparando seus resultados com a equação de Peng-Robinson e o modelo proposto por Klauda e Sandler. Para a molécula de água, em especial, avaliaram-se as configurações possíveis para o esquema de associação. Para a fase hidrato, avaliou-se a equação de van der Waals e Platteuw (vdWP), e levou-se em conta o efeito das cascas adicionais na estimativa da constante de Langmuir. Por fim, foram propostas duas equações com termos ajustáveis para a fugacidade da água na fase hidrato em função da temperatura, uma linear e outra quadrática, para utilização conjunta com a equação PC-SAFT. Para comparação, quando possível os sistemas foram avaliados com auxílio do software CSMGem. A utilização da equação PC-SAFT em conjunto com as expressões propostas resultou na melhor predição da pressão de equilíbrio em temperaturas determinadas. / Gas hydrates are important for issues that include flow assurance in oil and gas industries, carbon sequestration, natural gas transport, seawater desalinization, and purification of contaminated water. To investigate those fields and applications, temperature and pressure in which hydrates are formed must be determined. This can be done through hydrate formation and/or dissociation experiments, as well as through thermodynamic models, empirical correlations, and computational methods. In this work, the performance of the PC-SAFT in modeling the fluid phase in hydrate phase equilibrium was investigated. Its results were compared to the Peng-Robinson equation of state and to the model proposed by Klauda and Sandler. For the water molecule, different association schemes were considered. For the hydrate phase, the van der Waals and Platteuw (vdWP) equation was used. The effect of additional shells in the estimation of the Langmuir constant was assessed. Finally, equations for water fugacity in hydrate phase, as a function of temperature, were proposed. These equations were intended to be used with the PC-SAFT equation of state, and both linear or quadratic equations were considered. For comparison, when possible the software CSMGem was used to compute the equilibrium conditions. The use of the PC-SAFT EOS, along with the proposed equations, resulted in a better prediction of the equilibrium pressure as a function of temperature.

A utilização de fontes renováveis em plataformas de produção de petróleo e gás natural atualmente é baseada em aplicações experimentais e esparsas. Contudo, a aplicação dessas fontes de forma estruturada permite aumentar a confiabilidade de sistemas críticos e diminuir a emissão de poluentes. Com foco nos projetos para desenvolvimento de produção dos campos petrolíferos do pré-sal no Brasil, esse trabalho apresenta uma proposta de metodologia para avaliação de utilização de fontes renováveis de energia elétrica em plataformas marítimas de produção de petróleo e gás natural. Para isso, foi desenvolvido um fluxograma de projeto e uma metodologia multicritério. O fluxograma de projeto determina as etapas e atividades requeridas para uma adequada aplicação da metodologia de avaliação. Enquanto a metodologia multicritério busca captar os valores e percepções de projetistas, operadores e mantenedores a respeito de características dos dispositivos conversores de energia renovável. A metodologia proposta é aplicada em um caso de plataforma tipo fixa e em outro caso de plataforma tipo FPSO. Esse segundo caso representa características físicas das embarcações utilizadas para desenvolvimento da produção na camada pré-sal, assim como as características ambientais e geográficas de locação. Os resultados permitem comparar as potencialidades de captação de energia renovável, assim como permitem identificar as tecnologias com estado da arte mais adequado para essa aplicação específica. Outras conclusões são apresentadas, como a estimativa de emissão de CO2 evitada e as tecnologias verdes com atratividade para desenvolvimento no âmbito nacional. / Nowadays renewable sources applications at offshore petroleum and natural gas production platform are based at experimental and particular cases. However, a structured design system can increase critical systems reliability and decrease pollutant emissions. Focuses at new developing production projects at Brazilian presalt petroleum fields, this work suggest a new methodology to valuate renewable source applications and solutions at offshore petroleum and natural gas production platform. Based at this purpose, a design project workflow and a multicriteria methodology were developed. Technical activities required to a suitable valuation and sequential steps are detailed at project workflow. The multicriteria methodology simulates values and feelings of designers, operators and technical maintenance about renewable source converters appliances features. This proposed methodology is applied at two specific cases, a fixed platform and FPSO platform. The second one represents physical characteristics of pre-salt production units as well environmental and geographic features of site location. The comparison of results indicates potential renewable energy flows to be harvested and the technologies of renewable sources with high attractiveness for this offshore application. Other conclusions are showed, as quantification of avoided carbonic gas emitted and green technologies that should be produced in Brazil.

A utilização de fontes renováveis em plataformas de produção de petróleo e gás natural atualmente é baseada em aplicações experimentais e esparsas. Contudo, a aplicação dessas fontes de forma estruturada permite aumentar a confiabilidade de sistemas críticos e diminuir a emissão de poluentes. Com foco nos projetos para desenvolvimento de produção dos campos petrolíferos do pré-sal no Brasil, esse trabalho apresenta uma proposta de metodologia para avaliação de utilização de fontes renováveis de energia elétrica em plataformas marítimas de produção de petróleo e gás natural. Para isso, foi desenvolvido um fluxograma de projeto e uma metodologia multicritério. O fluxograma de projeto determina as etapas e atividades requeridas para uma adequada aplicação da metodologia de avaliação. Enquanto a metodologia multicritério busca captar os valores e percepções de projetistas, operadores e mantenedores a respeito de características dos dispositivos conversores de energia renovável. A metodologia proposta é aplicada em um caso de plataforma tipo fixa e em outro caso de plataforma tipo FPSO. Esse segundo caso representa características físicas das embarcações utilizadas para desenvolvimento da produção na camada pré-sal, assim como as características ambientais e geográficas de locação. Os resultados permitem comparar as potencialidades de captação de energia renovável, assim como permitem identificar as tecnologias com estado da arte mais adequado para essa aplicação específica. Outras conclusões são apresentadas, como a estimativa de emissão de CO2 evitada e as tecnologias verdes com atratividade para desenvolvimento no âmbito nacional. / Nowadays renewable sources applications at offshore petroleum and natural gas production platform are based at experimental and particular cases. However, a structured design system can increase critical systems reliability and decrease pollutant emissions. Focuses at new developing production projects at Brazilian presalt petroleum fields, this work suggest a new methodology to valuate renewable source applications and solutions at offshore petroleum and natural gas production platform. Based at this purpose, a design project workflow and a multicriteria methodology were developed. Technical activities required to a suitable valuation and sequential steps are detailed at project workflow. The multicriteria methodology simulates values and feelings of designers, operators and technical maintenance about renewable source converters appliances features. This proposed methodology is applied at two specific cases, a fixed platform and FPSO platform. The second one represents physical characteristics of pre-salt production units as well environmental and geographic features of site location. The comparison of results indicates potential renewable energy flows to be harvested and the technologies of renewable sources with high attractiveness for this offshore application. Other conclusions are showed, as quantification of avoided carbonic gas emitted and green technologies that should be produced in Brazil.

Submitted by Vitor Souza (vitor.souza@fgv.br) on 2008-10-07T15:59:17Z No. of bitstreams: 1 055204027-Luiz_Menezes.pdf: 253741 bytes, checksum: d4a68ec5082dae9e13d19d2e8dee6a8d (MD5) / Approved for entry into archive by Francisco Terra(francisco.terra@fgv.br) on 2008-10-07T20:07:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 055204027-Luiz_Menezes.pdf: 253741 bytes, checksum: d4a68ec5082dae9e13d19d2e8dee6a8d (MD5) / Made available in DSpace on 2008-10-07T20:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 055204027-Luiz_Menezes.pdf: 253741 bytes, checksum: d4a68ec5082dae9e13d19d2e8dee6a8d (MD5) / O aumento global dos investimentos gerou a necessidade de uma melhor determinação do valor justo das empresas, para tanto, no presente, existem diversas metodologias de avaliação. A metodologia do Fluxo de Caixa Descontado (FCD) e a Avaliação Relativa, também conhecida como múltiplos, são as mais utilizadas. Ao mesmo tempo, o setor de petróleo e gás natural transformou-se em um dos principais segmentos econômicos, principalmente para países em desenvolvimento. Para as empresas desse setor, as reservas de petróleo são cruciais, pois são indicativos de previsão de produção e a garantia de geração de fluxo de caixa no futuro. Dentro desta perspectiva, este trabalho procura quantificar qual a influência do volume das reservas provadas de empresas petrolíferas integradas com ações listadas na bolsa de valores de Nova York (NYSE) no valor de mercado do patrimônio líquido destas empresas. Ou seja, vamos procurar identificar qual a influência do volume das reservas provadas na avaliação relativa por múltiplos, que são indicadores de valor de mercado. O resultado obtido sugere que a acumulação de reservas como estratégia de valorização de uma empresa de petróleo, sem reflexo na lucratividade ou no valor patrimonial, será penalizada pelo mercado.

Os aços de alta resistência e baixa liga são amplamente utilizados em dutos transportadores de óleo e gás e, atualmente, o desenvolvimento de novos projetos de liga e o uso de técnicas altamente avançadas de fabricação e processamento dos aços se tornaram essenciais para obtenção de estruturas que resistam aos danos provocados por H, principal motivo de falha de oleodutos e gasodutos em meios ricos em H2S. No presente trabalho, avaliou-se o efeito de características microestruturais na difusividade do H em dois aços grau API X65, com diferentes teores de Mn. Uma das chapas ainda está em fase experimental de desenvolvimento, tem baixo teor de Mn e foi produzida para aplicação em ambientes sour. A outra chapa tem alto teor de Mn, já é usada comercialmente há alguns anos e foi desenvolvida para trabalho em ambientes doces. Os dois materiais passaram por caracterização microestrutural nas três seções da chapa: longitudinal e transversal à direção de laminação e do topo da chapa (paralela à direção de laminação). Após a caracterização, amostras de cada seção dos aços foram submetidas a ensaios de permeabilidade ao H; o aço baixo Mn passou por análises de EBSD (Difração de Elétrons Retroespalhados), para determinação de textura. O aço baixo Mn tem microestrutura homogênea ao longo da espessura da chapa, composta por ferrita refinada e pequenas ilhas de perlita. O aço alto Mn, por sua vez, apresenta microestrutura heterogênea ao longo da espessura, formada por bandas de ferrita e perlita, com marcada presença de segregação central de elementos de liga. Os ensaios de permeabilidade ao H mostraram que os coeficientes de difusão efetiva do H, Deff, do aço baixo Mn são ligeiramente superiores aos do aço alto Mn. Outros dois importantes parâmetros que foram calculados para os dois aços são a concentração de H na sub-superfície do material, C0, e o número de traps por unidade de volume, Nt. Contrariando expectativas, o aço baixo Mn apresentou maiores valores de C0 e Nt do que o aço alto Mn. Ensaios preliminares de dessorção térmica realizados nos dois aços mostraram os mesmos resultados: o aço baixo Mn aprisiona mais H do que o aço alto Mn. Estes resultados contraditórios de C0 e Nt foram atribuídos à presença de nanoprecipitados de microadições de liga no aço baixo Mn, não detectáveis por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Ainda, para os dois aços, os valores de Deff variaram em função da seção analisada da seguinte maneira: Deff longitudinal ? Deff transversal > Deff topo. Para entender melhor o comportamento anisotrópico da difusão do H nos dois aços calculou-se um novo coeficiente de difusão, que foi chamado de coeficiente de difusão no estado estacionário, Dss. O Dss considera que todos os traps do aço estão saturados, permitindo, assim que se avalie somente o efeito de obstáculos físicos à difusão do H. No aço alto Mn, o Dss variou da mesma maneira que o Deff: Dss longitudinal ? Dss transversal > Dss topo; este comportamento foi atribuído ao bandeamento presente no material. No aço baixo Mn, o Dss variou de forma diferente do Deff: Dss transversal > Dss longitudinal >= Dss topo, indicando que a difusão do H pode ser auxiliada por contornos de grão enquanto os traps estão sendo saturados, e que a textura cristalográfica pode influenciar a difusão após o estado estacionário ser atingido. / High strength low alloy steels are widely applied as pipelines for crude oil and natural gas transportation and, currently, new approaches to alloy design, in addition to the use of advanced steelmaking and processing techniques, have become essential for obtaining structures that resist to hydrogen damage, which is the main cause of pipelines failure in H2S-rich environments. The main objective of the present work is to evaluate the influence of microstructural features on hydrogen diffusivity in two API X65 steels, with different Mn contents. One of the steel plates has been recently developed for usage in sour environments, is on its experimental stage and has a low Mn content. The other one is a commercial plate steel, with high Mn content, developed for sweet applications. Both steel plates were characterized in its three sections, in relation to the rolling direction: longitudinal, transverse and top surface of the plate (parallell to the rolling direction). After that, samples obtained from each section of the plates were submitted to hydrogen permeation tests; the low Mn steel was also analysed with EBSD, for texture determination. The low Mn steel presents a homogeneous microstructure through plate thickness, composed of refined ferrite and small pearlite islands. The high Mn steel has a heterogeneous microstructure through the plate thickness, composed of ferrite and pearlite bands, and presents centerline segregation. Hydrogen permeation tests showed that the Deff obtained for the low Mn steel sections are slightly higher than for the high Mn steel. Another two important parameters that were calculated for both steels are the subsurface hydrogen concentration, C0, and the number of traps per unit volume, Nt. Contrary to what was expected, the low Mn steel presented the higher C0 and Nt values. Thermal dessorption spectroscopy analysis confirmed that the low Mn steel traps more H atoms than the high Mn one. These results, along with the similar Deff values, were related to the presence of nanoprecipitates of microalloying elements, that cannot be detected via optical and scanning electron microscopy. Additionally, also for both steels, the Deff values varied in function of the analyzed section as it follows: Deff longitudinal ? Deff transverse > Deff top. In order to better understand this anisotropic behavior, a new diffusion coefficient, which was called diffusion coefficient at the steady state, Dss, was determined. Dss considers that all the trapping sites are saturated, enabling, thus, the evaluation of physical obstacles to H diffusion. For the high Mn steel, the Dss varied in the same matter as the Deff: Dss longitudinal ? Dss transverse > Dss top; this behavior was associated with the microstructural banding present in the material. For the low Mn steel, the Dss exhibited a different behavior: Dss transverse > Dss longitudinal >= Dss top, suggesting that H diffusion can be aided by grain boundaries while the trapping sites are being filled and that crystallographic texture may play its role after the steady state is reached.

Orientador: Prof. Dr. Douglas Alves Cassiano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / A participação dos combustíveis fósseis representou 86% da matriz energética mundial em 2014. Os sistemas energéticos são responsáveis por 64% das emissões de gases de efeito estufa. Além dos gases de efeito estufa, outras emissões atmosféricas estão diretamente ligadas ao consumo de combustíveis fósseis. O setor de óleo e gás representa 15% das emissões de gases de efeito estufa. Objetivando demonstrar que a indústria de óleo e gás opera de forma sustentável as associações do setor incentivam as empresas de óleo e gás a reportar seus avanços através das diretrizes desenvolvidas pelo IOGP, IPIECA e API e pelas diretrizes desenvolvida pelo Global Report Initiative (GRI). A análise de decisão multicritério vem sendo largamente empregada na área de energia. Entre as metodologias disponíveis, o método TOPSIS de forma isolada ou em combinação com outros métodos como no caso do método Entropy, que calcula automaticamente os pesos sem a subjetividade humana, vem sendo utilizado pela facilidade de seu emprego. Com o objetivo de estabelecer o ranking das empresas de óleo e gás integradas quanto suas emissões atmosféricas, foi aplicado o método Entropy-TOPSIS. Foi constituído o ranking das empresas e verificado a ocorrência do fenômeno de ranking reverso e aplicada metodologia modificada para a correção do fenômeno. O ranking final foi obtido e uma análise dos resultados realizada. Verificou-se que as oito empresas nas primeiras posições no ranking obtido possuem os menores valores de ativos e que as Big Majors da indústria de petróleo e gás, além da Petrobras ficaram posicionadas nas últimas posições do ranking obtido, porém as empresas europeias obtiveram melhores resultados em relação às empresas de origem americana e brasileira. / The share of fossil fuels accounted for 86% of global energy by 2014. The energy systems are responsible for 64% of emissions of greenhouse gases. In addition to greenhouse gas emissions, other air emissions are directly linked to the consumption of fossil fuels. The oil and gas sector accounts for 15% of emissions of greenhouse gases. Aiming to demonstrate that the oil and gas industry operates in a sustainable way the oil and gas industry associations encourage oil and gas companies to report their progress through the guidelines developed by IOGP, IPIECA and API as well using the guidelines developed by the Global Reporting Initiative (GRI). The multicriteria decision analysis has been widely used in the energy sector. Among the methodologies available, the TOPSIS method and their combination with other methods such as Entropy method, which automatically calculates the weights without human subjectivity, has been used due to it¿s the easier application. In order to establish the ranking of oil and gas companies integrated as its atmospheric emissions, it is applied Entropy- TOPSIS method. It was established the ranking of the companies and verified the occurrence of the ranking reverse phenomenon and it was applied an modified methodology to correct the phenomenon . The final ranking was obtained and an analysis of results performed. It was found that the eight companies with the first positions in the obtained ranking have the lowest values of assets and the Big Majors in the oil and gas industry as well Petrobras were placed in the final positions in the ranking but European companies have better performance in relation to American and Brazilian origin companies

This thesis defines and applies a methodology for analyzing the possibility of extending the operating sector of DP shuttle tankers for offloading operations in Spread Moored FPSO Platforms. Extending the operating sector is beneficial to increase operations\' availability and to reduce DP power demand under certain environmental conditions. This study is important, since several emergency disconnections have occurred during offloading in Santos Basin because the shuttle tanker was pushed out of the green sector by environmental resultants that pointed to the West. However, this proposal has to be carefully analyzed in order to guarantee the operations\' safety and not to increase the risks of collision between FPSO and shuttle tanker, of oil pollution and of personnel safety. The methodology consists in five basic steps: Preliminary Risk Analysis to assess the potential hazards associated with the new sector; evaluation of the uptime gain through static analysis; evaluation of DP power demand inside the original and extended sector; real time simulations to evaluate the operation in a realistic environment; and, finally, field tests to validate the proposal. This thesis presents the contextualization of the problem, a bibliographical research, theoretical concepts, the detailed methodology and results of each step. The results show that the average uptime gain is significant both in Campos and Santos Basins - up to 9% and 13% respectively - and that the additional risks created by the sector extension are well mitigated if some recommendations are put into place. The conclusion of this thesis is that extending the operating sector is not only beneficial but also safe. / Esta dissertação define e aplica uma metodologia para analisar a possibilidade de extensão do setor operacional de navios aliviadores DP para operações de offloading em plataformas FPSO ancoradas em Spread-Mooring. Esta proposta apresenta como vantagens o aumento da disponibilidade das operações e redução na demanda de energia do navio DP em certas condições ambientais. O estudo é importante tendo em vista que várias desconexões de emergência já ocorreram durante operações de alívio na Bacia de Santos, porque o navio-tanque foi empurrado para fora do setor verde por resultantes ambientais que apontavam para oeste. No entanto, a proposta deve ser cuidadosamente analisada para garantir que o novo setor não aumenta os riscos de colisão, de poluição ambiental e de segurança às pessoas. A metodologia consiste em cinco etapas básicas: Análise Preliminar de Riscos (APR); avaliação do ganho de disponibilidade da operação; avaliação da demanda de energia do sistema DP nos setores original e estendido; simulações de manobra em tempo real; e, finalmente, testes em campo para validação da proposta. Esta dissertação apresenta a contextualização do problema, pesquisa bibliográfica, conceitos teóricos, a metodologia detalhada e os resultados de cada etapa. Os resultados mostram que o ganho médio de disponibilidade é significativo nas bacias de Campos e de Santos - até 9% e 13%, respectivamente - e que os riscos adicionais criados pela extensão do setor são devidamente mitigados se as recomendações levantadas na APR forem implementadas. A conclusão desta dissertação é que estender o setor operacional é, não somente benéfico, mas também seguro.