O propósito deste trabalho é avaliar as características e classificação de compostos orgânicos, presentes em frações de petróleo, em saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos (SARA) e identificar a classe homóloga (compostos de enxofre, nitrogênio, oxigênio, enxofre-oxigênio, nitrogênio-oxigênio ou apenas hidrogênio e carbono), construindo um modelo, com base no peso molecular, e utilizando um banco de dados em Excel. No modelo, os compostos orgânicos são organizados em uma matriz atômica de séries homólogas. Essas são séries de compostos com propriedades químicas similares, que diferem por um peso molecular constante (CH2). Esses compostos são classificados por relações heurísticas de Hidrogênio/ Carbono (H/C) e Ligação Dupla Equivalente (DBE). DBE é o número de anéis ou ligações ? envolvendo o átomo de carbono, porque cada anel ou ligações ? resultam na perda de um átomo de hidrogênio. O banco de dados foi desenvolvido em Excel, usando programação em VBA (Visual Basic for Applications). Os dados experimentais foram obtidos utilizando a técnica analítica de espectrometria de massa por MALDI-TOF. Os resultados obtidos mostram que o algoritmo em VBA é capaz de identificar os compostos de uma amostra, dentro da faixa de erro definida e de acordo com a calibração do espectrômetro de massa. / The purpose of this study is to evaluate the characteristics and classification of organic compounds in petroleum fractions as saturates, aromatics, resins and asphaltenes (SARA) and identify the possible homologous class (compounds of sulfur, nitrogen, oxygen, sulfur-oxygen, nitrogen-oxygen or only hydrogen and carbon), building a model and using a database in Excel, based on molecular weight. In the modeling, organic compounds are organized in an atomic matrix of homologous series. These are series of similar chemical properties, which differ by a constant molecular weight (CH2). Then, these compounds are classified through heuristics of hydrogen/ carbon ratio (H/C) and DBE (Double Bond Equivalent) relations. DBE is the number of rings or ? bonds involving carbon, because each ring or ? bonds results in a hydrogen atoms loss. The database was developed in Excel using VBA (Visual Basic for Applications) programming. The experimental data were obtained by analytical technique of MALDI-TOF mass spectrometry. The results show that the VBA algorithm is able to identify compounds from a given sample, within an error marge defined according to the mass spectrometer calibration.

Este trabalho detalha o problema de programação de atividades de desenvolvimento de poços marítimos (PPADPM), cujo objetivo é definir o uso de sondas e navios, de forma a otimizar a produção de óleo dos poços marítimos. São apresentados cinco modelos baseados em programação linear-inteira mista (MILP) e um modelo gerado via programação por restrições (PR) para este problema. Concluiu-se que, dentre os modelos MILP, aquele baseado em variáveis que definem a ordem de execução das atividades apresenta os melhores resultados, tanto em termos de qualidade de soluções quanto em termos de tamanho do modelo. O aumento do tamanho da instância (em número de poços e/ou em número de recursos) traz como consequência um menor número de nós analisados dentro de um tempo limite de execução do modelo, ao mesmo tempo em que se observa que as estratégias de escolha de variáveis, de escolha de nós e de uso de solução inicial nos modelos MILP tornam-se ineficientes. Na comparação entre modelos MILP e o modelo baseado em PR, constatou-se que este último obteve as melhores soluções em mais de 90% dos casos analisados e, consistentemente, obteve mais soluções viáveis para cada instância. Entretanto, por não fornecer informações sobre a qualidade da solução, o modelo baseado em PR somente obtém a solução ótima ao analisar todo o espaço de busca do modelo; desta forma, este apenas chegou à solução ótima em instâncias com até quatro poços, enquanto alguns dos modelos MILP obtiveram a solução ótima para instâncias com até treze poços. / This work details the offshore wells activities on specialized resources scheduling problem, focusing on the optimization of the total oil production. A Constraint Programming (CP) model and five Mixed-Integer Linear Programming (MILP) models were studied. Among the linear models, those based on activities order variables are smaller, and led to the better solutions for almost all of the instances analyzed. As far as the size of the instances (number of wells and/or number of resources) increases, the number of branched nodes in a limited time decreases and, consequently, the influence of B&B nodes and variable selection strategies and of the initial guesses on the MILP model solution gets less efficient. Comparing best solutions for each instance, the CP model outperformed MILP models in 90% of the studied cases. In addition, the CP based model consistently found more solutions per instance than the MILP based models did. However, because the CP model does not give information on the quality of a solution (gap), it was only able to obtain optimal solutions for instances with up to four wells, while MILP based models found optimal solutions for instances up to thirteen wells.

O presente trabalho traz uma análise sobre os resultados econômico-financeiros que podem ser esperados com a produção de petróleo em reservas localizadas na área do pré-sal no Brasil. Para isso, desenvolve um modelo de simulação da produção e análise econômico-financeira denominado modelo CAMPOS. Inicialmente, o modelo simula a produção que pode ser esperada em cada um dos campos analisados e, a partir desse resultado, calcula as receitas que podem ser esperadas pelos diferentes stakeholders (empresas e poder público) sob distintos cenários de preços do barril de petróleo, de investimentos e de regimes regulatórios. Com relação aos regimes regulatórios, as receitas são simuladas tanto para aqueles vigentes hoje no país (concessões, partilha de produção, cessão onerosa e cessão onerosa com partilha de produção para volumes excedentes), como para outras formas regulatórias, como o regime de serviços. Um dos resultados dos cenários econômico-financeiros são os preços de equilíbrio para cada um dos campos e em cada regime regulatório, indicando o valor mínimo do barril de petróleo que torna a produção no campo viável da perspectiva financeira. Também, são apresentadas todas as receitas governamentais que podem ser esperadas, além de uma estimativa de recursos que devem ir para as áreas da saúde e da educação em decorrência da cobrança de royalties. De modo geral, tem-se que o regime de partilha de produção não foi o que demonstrou trazer mais receitas ao poder público, considerando as premissas com as quais foi simulado neste trabalho, ou seja, com base nas regras e dinâmica de definição da participação da União no óleo produzido conforme o resultado do leilão para o campo de Libra. Isso parece contraditório, já que o regime de partilha de produção foi instaurado no país em 2010 em um contexto de debate nacional acerca das possibilidades de aumentar a parcela governamental sobre a produção em áreas do pré-sal. O regime que mostrou trazer maior receita ao poder público é o regime de serviços, pelo qual a União é investidora e detentora das reservas e dos resultados da produção. No entanto, esse regime não é aplicado no país. Por isso, medidas que aproximem o regime de partilha de produção vigente hoje às regras do regime de serviços concebido, considerando as possibilidades existentes na legislação, tendem a aumentar o valor das receitas governamentais. Após o regime de serviços, aquele que apresenta maior parcela governamental é o regime de concessões, já que a soma das participações especiais e dos royalties normalmente ultrapassa a soma da porcentagem da União sobre o excedente em óleo e royalties no regime de partilha de produção, considerando as premissas de simulação adotadas. Apenas em campos com grandes reservas e quando o preço do barril de petróleo é mais elevado, as receitas governamentais no regime de partilha ultrapassam as do regime de concessões. Assim, conclui-se que para que o regime de partilha de produção traga mais receitas ao poder público, deve haver mecanismos que garantam que a definição da porcentagem da União sobre o excedente em óleo seja mais elevada do que aquela que se verificou no caso do leilão para o campo de Libra, por exemplo. / This research brings an analysis of the economic and financial results that can be expected with the oil production in the pre-salt area in Brazil. The analysis is based in a simulation model called CAMPOS developed within the research framework. Initially, the model simulates the oil production that can be expected in each of the oil fields and from this calculates the revenues that can be expected by different stakeholders (companies and public authorities) under different scenarios for oil prices, investments and regulatory regimes. With respect to regulatory regimes, revenues are simulated both for those currently in force in the country (concession, production sharing and onerous transfer of rights), and for other regulatory forms such as the service regimes. One of the outcomes is the break-even prices for each oil field and for each regulatory regime, indicating the minimum oil price that makes the production viable from the financial perspective. This research also brings all the government takes that can be expected, as well as an estimate of financial resources that may go to health and education sectors as a result of the collection of royalties. In general, the production sharing regime hasnt proved to be the one bringing more revenues to the government, considering the premisses with which it was simulated in this work, that is, based on the rules defined for the Libra field. This seems contradictory, since the production sharing regime was introduced in the country in 2010 in a context of national debate about the possibilities of increasing the government takes coming from oil production in pre-salt areas. The regime that has shown to bring more revenues to the government is the service regime, by which the State is an investor and holds the reserves and oil properties. However, this regime does not apply in the country considering the current legislation in force. Therefore, measures that approximate the production sharing regime currently in force to the rules of the designed service regime, considering the possibilities of the legislation, tend to increase the value of government takes. Considering the premises adopted in the simulations, following the service regime the one showing the largest government take is the concessions scheme. In this case the amount collected in the form of special participations and royalties usually exceeds the amount collected in the production sharing regime in the form of government share in the oil production and royalties. Only in fields with large reserves and when the oil price is high, government takes in the production sharing regime exceeds those of the concessions regime. It follows that in order for the production sharing regime to bring more revenues to the public interest, there must be mechanisms to ensure that the government share in the oil produced is higher than that stablished in the case of the Libra field.

Resumo: Aproximadamente 10% da poluição global nos oceanos são oriundos de derramamento de óleo e derivados originados do transporte marítimo. Como medida de precaução aos impactos gerados e com o objetivo de minimizar os danos, governos e empresas vêm estruturando a preparação e o planejamento para resposta a estes incidentes. As cartas de sensibilidade a vazamento de óleo (cartas SAO) constituem um dos principais instrumentos de gerenciamento e balizamento das ações de combate e limpeza dos ambientes costeiros atingidos por óleo. Constituem uma ampla fonte de informação sobre a zona costeira, principalmente referente à faixa litorânea, apresentando informações geográficas relativas aos aspectos socioeconômico, biológico-ecológicos e geomorfológicos. O presente estudo apresenta como objetivo geral a elaboração de cartas SAO da porção continental do litoral do município de Ubatuba, São Paulo, apresentando um amplo diagnóstico das características ambientais da área. A metodologia adotada foi baseada nas Especificações e Normas Técnicas para Elaboração das Cartas de Sensibilidade Ambiental a Derramamentos de Óleo, e seus Anexos, desenvolvida pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA, 2004). As cartas SAO apresentadas possuem caráter operacional, na escala de 1:30.000 e tático 1:80.000, o que possibilita uma elevada escala de detalhes. O município de Ubatuba representa a região mais preservada e conservada de todo o litoral norte paulista, abrigando, em aproximadamente 200 quilômetros de linha de costa, ecossistemas com alto índice de sensibilidade ao óleo. È representado por seis pequenas baías, com 76 segmentos de praias, 118 de litoral rochoso, 8 barras de rio e 4 estruturas artificiais, além de fragmentos de manguezal, planícies de maré, laguna e lagoas. Muitos destes ecossistemas se encontram em área protegida por unidades de conservação, com difícil... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Approximately 10 % of the global pollution in the oceans is originated from oil and spills derivates that come from the sea transportation. Like measure of precaution to the produced impacts and with the objective to minimize the damages, governments and enterprises are structuring the preparation and the projection as an answer to these incidents. The sensitivity to leak of oil letters ("cartas SAO") constitute one of the most important management and marking instruments of combat and cleaning of the coastal environments reached by oil actions. They constitute an important source of information about the coastal zone, specially referring to the shoreline, presenting geographical information related to the socioeconomic, biologicalecological and geomorphologic aspects. The present study presents as a general objective the preparation of "cartas SAO" from the continental portion of the Ubatuba county coast, in Sao Paulo, presenting a rich diagnosis of the environmental characteristics of the area. The adopted methodology was based on the Specifications and Technical Standards for Preparation of the Environmental Sensitivity to Spilling of Oil Letters, and its annexes, developed by the "Ministério do Meio Ambiente", Brazil (MMA, 2004). The "cartas SAO" presented have operational character, in the scale of 1:30.000 and tactic 1:800.000, which makes an elevated scale of details possible. The Ubatuba County represents the most preserved region of the whole São Paulo northern coast, sheltering, in approximately 200 kilometers coast line, ecosystems with high rate of oil sensitivity. It's represented by six small bays, with 76 beaches segments, 118 of rocky coast, 8 estuaries and 4 artificial structures, besides mangrove fragments, tide plains, lagoon and ponds. A great deal of these ecosystems is in protected by conservation unities area, with difficult access, and others are... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Dimas Dias Brito / Coorientador: João Carlos Carvalho Milanelli / Banca: Paulina Setti Riedel / Banca: Décio Semensatto Júnior / Acompanha a obra: "Atlas da sensibilidade ambiental do litoral de Ubatuba-SP a vazamentos de petróleo" / Mestre

A principal motivação da seguinte pesquisa foi conseguir estabelecer um ganho referente ao custo total da programacão de atendimento das plataformas de petróleo, partindo da premissa de cooperação dos navios de diferentes portos. Por tanto nesta pesquisa será estudado o problema de roteirização periódica na entrega de suprimentos a plataformas de petróleo, com a consideração de compartilhamento de recursos entre os diferentes portos. Isto significa que uma ou mais embarcações poderão ser deslocadas entre os portos, sendo aproveitadas nos dois portos. Esta forma de operação se contrapõe a ter uma frota dedicada em cada porto, sem a possibilidade de compartilhamento. A pesquisa se propõe a construir modelos matemáticos de programação linear inteira, e resolvê-los por meio de pacotes computacionais. Este problema foi inicialmente estudado como sendo uma extensão do problema de localização e roteirização periódica, que também é pouco explorado na literatura. No caso da distribuição física urbana, o compartilhamento de recursos consiste em possibilitar que a rota de um veículo inicie em um depósito, e termine em um depósito diferente do qual iniciou. Para o caso da distribuição urbana, também serão apresentados 3 modelos matemáticos. Instâncias extraídas e adaptadas da literatura serão testadas para mostrar a aplicabilidade dos modelos. / The main motivation of the following research was to establish a gain related to the total cost of scheduling service of oil platforms, based on the premise of cooperation of ships from different ports. Therefore In this research the periodic routing problem will be studied in the context of delivering supplies to oil platforms at the sea. A novel aspect will be considered which is the sharing of resources (supply vessels) among the ports. This means that one or more vessels can be transferred between ports, being used by all ports. This modus operandi contrasts with a dedicated fleet operating at each port, without the possibility of being shared. The research is focused on proposing integer linear mathematical models, and have them solved with commercial optimization codes. The problem was initially considered as an extension of the periodic location routing problem, which also has been seldom studied in the existing literature. In the case of the urban physical distribution, the resource sharing aspect consists in allowing a distribution route to end at a different depot, other than the one where the vehicle started. For the urban physical distribution, it will be proposed 3 mathematical models. Instances extracted and adapted from the literature will be tested to demonstrate the models\' applicability.

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O objetivo deste trabalho é apresentar uma resenha das principais contribuições teóricas sobre a regulação de recursos minerais não-renováveis, com vistas a avaliar algumas perspectivas sobre o futuro do setor de petróleo e gás natural no Brasil, objeto de substanciais transformações institucionais nos últimos anos. Inicialmente, apresenta-se um panorama histórico sobre o conceito de renda ao longo da literatura, procurando explicitar as peculiaridades da renda mineral. Argumentamos que a forma como o Governo tributa a renda mineral com vistas a extrair seus benefícios tem impacto sobre a percepção de risco do investidor privado, podendo alterar sua decisão de investir. Busca-se, fundamentalmente, avaliar sob que condições um tributo incidente sobre o setor de petróleo é neutro e que possíveis conseqüências o novo modelo institucional brasileiro terá sobre a atração de investimentos exploratórios. / The goal of this work is to present a report of the main contributions in the regulation of non-renewable resources, searching to evaluate some of the perspectives about the future of the oil and natural gas sectors in Brazil, which have being the object of substantial institutional changes in the last years. To begin with, we present a historical overview about the idea of Rent along literature, trying to show the particularities of mineral rent. We argue that the way the Government taxes mineral rent, with the purpose of extracting its benefits, has an impact over investor’s risk sensitiveness, possibly leading to a change of investment decision. We search mainly to evaluate under whichc onditions a tax over oil sector is neutral and which possible consequences the new Brazilian institutional model will have over the attraction of investments in exploration.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of the present work is to develop an analytical methodology for the determination of 222Rn in surface water and in groundwater that will make possible the use of this radionuclide as a natural tracer in oil reservoirs. In secondary (or attended) oil recovery processes in oil fields, there is a necessity of developing new methods for labeling compounds that can act as tracers that can be used to obtain information on the performance of those procedures, aiming at their optimization. One other option that requires further tests is the utilization of naturally occurring radionuclides as radiotracers for this same purpose. The radioisotope 222Rn has been chosen for use as a tracer because it is an alpha emitter that is naturally produced in the reservoir rocks system and becomes partitioned in a well-defined proportion between the water and oil phases of the reservoir. The methodology that will be used for the quantification of the radon is based on the Liquid Scintillation Spectrometry (LSC) technique. This technique is one of the most sensitive methods of radiation counting, and the most used one for determining and quantifying alpha and beta radiation. The analyses of the standards and samples were carried using two distinct cocktail types: water miscible and immiscible, namely Ultima GoldTM AB and OptiscintTM cocktails, respectively. The efficiencies for each cocktail has been calculated, and this pointed to which cocktail performed better (in terms of better a/b separation and less interference). In this investigation a Liquid Scintillation Spectrometer Quantulus 1220 (Perkin Elmer) is used, provided with a pulse shape analyzer (PSA) that allows separate counting of a and b emissions. Care was taken during sample collection in order to minimize radon losses. For calibration of the Quantulus 1220 spectrometer, a 226Ra standard solution (SRM 4967A - NIST) with an activity of 2482 Bq g−1 was used. The effect of quenching and the interferences due to other radionuclides in the measurement have also been studied. Radon analyses were been performed both in surface water and groundwater. The samples were collected at the CDTN/CNEN premises, sited within the urban region in Belo Horizonte. / A proposta deste trabalho foi desenvolver uma metodologia analítica para determinação de 222Rn em água de abastecimento público e subterrânea, visando futuramente sua utilização em campos de produção de petróleo. Na produção secundária (ou assistida) do petróleo há a necessidade do desenvolvimento de novas técnicas e compostos que possam atuar como traçadores, visando maximizar a produção. O radioisótopo 222Rn foi escolhido para ser utilizado como traçador, por ser um emissor a natural, estar presente no sistema e particionar em proporções bem definidas entre as fases aquosa e oleosa. A metodologia empregada para a quantificação do radônio baseou-se na técnica de Espectrometria de Cintilação em Líquido (LSC ). Esta técnica é um dos métodos de contagem mais sensíveis, amplamente utilizado para detecção e quantificação das radiações alfa e beta. As análises dos padrões e amostras foram realizadas utilizando dois coquetéis distintos: Ultima GoldTM AB, miscível em água e OptiscintTM, imiscível em água. As eficiências para cada coquetel foram calculadas, determinando qual coquetel apresenta melhor performance (melhor separação a/b e menor interferência). O desenvolvimento deste trabalho utilizou o Espectrômetro Quantulus 1220 (Perkin Elmer), o qual possui um analisador de forma de pulso (PSA) que permite a separação de emissões alfa e beta. As coletas das amostras foram otimizadas visando minimizar a perda de 222Rn. Para calibração do espectrômetro Quantulus 1220, foi utilizado um padrão de 226Ra (SRM 4967A - NIST) com atividade de 2482 Bq g−1. Os efeitos de "quench"e possíveis interferências devido à outros radionuclídeos, no processo de extração, foram estudados. As análises de radônio foram realizadas em águas de abastecimento público e subterrânea. As coletas foram realizadas em Belo Horizonte, nas dependências do CDTN/CNEN.

A indústria do alumínio requer, entre outras matérias primas, piche de alcatrão e coque de petróleo para a produção dos anodos que fornecem o carbono para a redução eletrolítica do óxido de alumínio. A produção deste compósito exige um processamento específico de modo a lhe conferir características como baixa resistividade elétrica, baixa expansão térmica, alta densidade e alta reatividade residual ao ar e ao gás carbônico, além de um formato adequado para a sua manipulação através de veículos específicos. Nos últimos anos, ambos os insumos passaram por significativa degradação qualitativa e elevação de custo, o que forçou as indústrias a buscarem fornecedores não tradicionais, além de exigir do processo de produção da pasta anódica um incremento significativo na qualidade do produto durante seu processamento. O desenvolvimento de novos produtos a partir de matérias-primas de baixa qualidade ou não tradicionais requer estudos e experimentação, para que assim possam ser utilizadas industrialmente. Dado o exposto anterior, esse projeto envolveu o estudo de otimização de diferentes formulações granulométricas de coque de petróleo na formulação de agregado seco, área ainda pouco dominada no setor produtivo do alumínio, utilizando os modelos de empacotamento teóricos Andreasen e Alfred. As formulações desenvolvidas neste trabalho foram comparadas à formulação originalmente utilizada pela Alcoa – unidade Poços de Caldas, através de medidas de floabilidade e densidade de pasta cozida. Os resultados mostraram-se promissores, indicando que as melhores equações para esta aplicação são a de Alfred e Andreasen, com coeficientes de distribuição de 0,37 e 0,52, respectivamente, resultando produtos significativamente diferentes do ponto de vista de qualidade e aplicáveis industrialmente em larga escala. / The aluminum industry requires, among other materials, coal tar pitch and calcined petroleum coke for the production of carbon anodes that provides the electrolytic reduction of aluminum oxide. The production of this composite requires specific processing in order to give characteristics such as low electrical resistivity, high density and higher air and carbon dioxide reactivity residue, as well as a suitable format for its manipulation through specific vehicles. In recent years, both inputs have undergone significant qualitative degradation and increased costs, forcing industries to seek for non-traditional suppliers, and also required from the production process of anodic folder a significant increase in the quality of the product during processing. The development of new products from raw materials of low quality or non-traditional requires study and experimentation, so that they can be used industrially. Thus, this project involved the study and optimization of different particle size formulations of petroleum coke in the dry aggregate, area still slightly dominated in the productive sector of the Aluminum, using the theoretical models of packaging Andreasen and Alfred. The formulations developed in this study were compared to the formulation originally used by an industry through measures flowability and apparent baked density. The results have shown that both the equations of Alfred and Andreasen, for distribution coefficient 0.37 and 0.52 respectively, can be applied to the Aluminum Industry resulting into products significantly different from the point of view of quality.

Essa dissertação teve como objetivo desenvolver catalisadores suportados em gama alumina para o refino do óleo diesel. Avaliou-se o efeito do tipo de hidróxido de alumínio comercial utilizado, da quantidade do teor de nióbio adicionado ao suporte e do agente peptizante na conformação. Os pós comerciais de alumina e ácido nióbico foram peptizados, conformados por extrusão, secados e calcinados a 600°C para a obtenção de “pellets" cilíndricos com altura entre 4 e 6 mm e diâmetro entre 2 e 3 mm. O metal Mo, responsável pela fase ativa do catalisador, foi adicionado por impregnação incipiente ao suporte. Analisou-se as propriedades texturais, a resistência mecânica e a estrutura cristalina dos suportes. A partir dessas análises, o suporte que apresentou o melhor conjunto de resultados foi produzido a partir do hidróxido de alumínio Versal + 5% ácido nióbico peptizado com ácido acético 1%, e este foi impregnado com molibdênio. Foram também realizadas as mesmas análises nos catalisadores para avaliar a influência das fases ativas nas propriedades finais do material. / The purpose of this dissertation was develop supported gamma alumina catalysts for diesel oil refining. Were evaluated the effect of the type to commercial aluminum hydroxide used, the content of niobium added to the support and the peptizer agent, in the conformation. The commercial dust alumina and niobic acid were peptizated shaped by extrusion, dried and calcined in 600°C to obtain cylindrical pellets with height between 4 and 6mm and diameter between 2 and 3 mm. The Mo metal, responsable by the active phase of the catalysts, was added to the support by incipient impregnation. Were analyzed the textural properties, the mechanical resistance and the crystalline  structure of the supports. With this analysis the support with the better results was aluminum hydroxide Versal + 5% niobic acid with acetic acid 1%, and this was selected and impregnated with molibdenium. Were made the same analysis in the catalysts.