Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:58:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221392.pdf: 1413185 bytes, checksum: 598997b464a5d60ebc4a22019350fb42 (MD5) / O crescente número de contaminações ambientais por produtos químicos levou a criação de uma metodologia capaz de alocar os recursos destinados à remediação e de alcançar níveis permitidos de concentrações de produtos químicos no meio ambiente. Esta metodologia chama-se análise de risco ambiental e é composta pela avaliação e pelo gerenciamento de risco ao meio ambiente. A avaliação de risco permite estimar os riscos causados por um contaminante a partir dos resultados de seus componentes: identificação do perigo, avaliação da exposição e da toxicidade, e caracterização do risco. Esta metodologia, que a priori era aplicada somente para a saúde humana, foi modificada e adaptada para a avaliação de risco ecológico. O objetivo deste trabalho foi propor uma metodologia simplificada de avaliação de risco ecológico para áreas impactadas por derramamento de petróleo e seus derivados, aplicá-la, por meio de um estudo de caso, para a Estação Intermediária de Guaratuba (EIG), testar o uso do modelo computacional ARAMS 1.2.2 de avaliação de risco ecológico e estimar o risco a partir de duas técnicas: o quociente de risco e o modelo ARAMS 1.2.2. A metodologia de avaliação de risco para petróleo e derivados proposta foi uma adaptação de três metodologias: da USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), da NEPC (Conselho de Proteção Ambiental Nacional da Nova Zelândia) e da UNEP/IPCS (Programa Ambiental das Nações Unidas/ Programa Internacional de Segurança Química). Os resultados indicaram que o benzeno não oferece risco ecológico a nenhum receptor-alvo selecionado e a concentração de benzo(a)pireno detectada na EIG oferece risco para a população de algas verdes mas não para as populações de moluscos bivalves, camarões e peixes. Concluiu-se que a metodologia proposta é eficaz e permite sua aplicação em casos reais de contaminação, porém sua aplicação não fora totalmente satisfatória devido a ausência de informações da área de estudo ou dos efeitos tóxicos do petróleo. O uso do modelo ARAMS 1.2.2 ainda não é recomendável devido a incongruências dos gráficos gerados como resultado.

FIRMEZA, O. S. Utilização de cenários aplicados à logística reversa de recuperação de ativos: destroca de vasilhames vazios das empresas distribuidoras de gás liquefeito de petróleo. 2007. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-22T13:37:26Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_osfirmeza.pdf: 1027071 bytes, checksum: 39eb8b53a6e525a9237dfbf99275a2cb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-28T17:38:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_osfirmeza.pdf: 1027071 bytes, checksum: 39eb8b53a6e525a9237dfbf99275a2cb (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-28T17:38:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_osfirmeza.pdf: 1027071 bytes, checksum: 39eb8b53a6e525a9237dfbf99275a2cb (MD5) Previous issue date: 2007-11 / The logistic programming of the companies of liquefied petroleum gas (LPG) is an important stage and basic in the process of planning of operation and, currently, its effectiveness the profitability and the survival depend on these companies. This because the market of LPG distribution has the peculiarity to possess profit edge very low and for more than to have in its raw material responsible 70% (seventy percent) of its cost. Thus, the companies of this branch have beenforced to be each time more efficient in its politics of costs, since the consuming market does not support more the view of these expenses, exactly if treating to a basic good. The related logistic programming does not deal with only the routes to be fulfilled for the trucks and yes the form that the logistic flows happen. This research has the purpose to study the logistic flow that occurs in the canal reverse, that is, the return of the empty containers the base of production to be again planted. The methodology used in this work is based on the construction of Scenes and to compare them enters itself and with what currently it is used by the company in study. The data raised in the related company will serve to validate the Scenes considered, and thus to serve to subsidize the logistic sector of the company taking decisions on optimum model of flow in the canal reverse, reducing costs and becoming the more efficient load movement in the urban environment. The considered scenes also will be evaluated how much to itsdegree of feasibility and its implications. / A programação logística das empresas de distribuição de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) é uma etapa importante e fundamental no processo de planejamento de operação e, atualmente, de sua eficácia dependem a lucratividade e a sobrevivência destas empresas. Isso porque o mercado de distribuição de GLP tem a peculiaridade de possuir margem de lucro muito baixa e de ter na sua matéria-prima o responsável por mais de 70% (setenta por cento) do seu custo. Assim, as empresas deste ramo têm sido forçadas a serem cada vez mais eficientes na sua política de custos, já que o mercado consumidor não suporta mais o repasse desses gastos, mesmo se tratando de um bem básico. A referida programação logística não trata apenas das rotas a serem cumpridas pelos caminhões e, sim, a forma que os fluxos logísticos acontecem. Essa pesquisa tem a finalidade de estudar o fluxo logístico que ocorre no canal reverso, ou seja, o retorno dos recipientes vazios à base de produção, para serem novamente envasados. A metodologia utilizada neste trabalho é baseada na construção de cenários e compará-los entre si e com o que é atualmente utilizado pela empresa em estudo. Os dados levantados na referida empresa servirão para validar os cenários propostos, e assim servir para subsidiar o setor de logística da empresa a tomar decisões sobre o melhor modelo de fluxo no canal reverso, reduzindo custos e tornando a movimentação de carga mais eficiente no ambiente urbano. Os cenários propostos serão também avaliados quanto ao seu grau de exeqüibilidade e suas implicações.

Resíduos do refino de petróleo dispostos no meio ambiente representam fontes de contaminação por metais pesados e hidrocarbonetos para solos, subsolos, águas superficiais e subterrâneas. O presente estudo foi realizado na área designada Borreiro da Refinaria Alberto Pasqualini, RS – REFAP, onde nas décadas de ‘70 e ‘80 foram depositados resíduos do refino de petróleo (borra) intercalados com camadas de aterros em volume total da ordem de 100.500 m3. O uso da área cessou há cerca de 20 anos, estando os materiais, desde então sujeitos aos mecanismos de atenuação natural. É objetivo do trabalho avaliar a situação da área, relacionando e descrevendo as interações dos sedimentos e das águas subterrâneas com os contaminantes. Para caracterização geológica e hidrogeológica da área foram realizadas 35 sondagens e construídos 6 poços de monitoramento com profundidades de 5 a 7 metros. Visando avaliar a contaminação do meio ambiente pela disposição de borra, foram amostrados os materiais do depósito, bem como os sedimentos cenozóicos que constituem a base do depósito, formada dominantemente por areia fina siltico-argilosa. Também foram coletadas, amostras de águas subterrâneas do aqüífero freático que juntamente com os sedimentos foram analisadas por Espectrofotometria de Absorção Atômica e por Cromatografia Gasosa. Para caracterização da distribuição espacial e análise da mobilidade dos componentes da borra, foram construídos mapas de isoteores e perfis verticais das sondagens, comparando textura dominante e profundidade de cada amostra com seu conteúdo de contaminante. Foram realizados testes de lixiviação e de solubilização para avaliar a relação dos contaminantes com os materiais, permitindo classificar as amostras de acordo com a NBR-10.004, determinando, assim as zonas mais impactadas da área. A caracterização geológica e hidrogeológica serviu de base de dados para a apresentação da dispersão dos contaminantes no depósito, nos sedimentos cenozóicos e no aqüífero freático. Foi definida a dispersão dos contaminantes orgânicos nas fases, livre, adsorvida, residual, gasosa e dissolvida bem como a distribuição dos metais na superfície, no subsolo e nas águas subterrâneas.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-14. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:49:02Z : No. of bitstreams: 1 000832960_20181114.pdf: 199800 bytes, checksum: 8f56d1ade1d2b4922b0f911ea4057271 (MD5) Bitstreams deleted on 2018-11-21T11:44:53Z: 000832960_20181114.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2018-11-21T11:45:56Z : No. of bitstreams: 1 000832960.pdf: 1098873 bytes, checksum: 26fed1238f50bf19e60d13ef4e6f5aed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A poluição e a preservação dos recursos hídricos são temas de grande preocupação mundial. As indústrias petroquímicas, cujas atividades têm sido intensas e crescentes nas últimas décadas, utilizam grandes volumes de água e geram grandes quantidades de efluentes. Dependendo da legislação do país e da conscientização da população sobre os prejuízos da poluição, muitas indústrias do petróleo têm também mostrado preocupação com o potencial poluidor de seus efluentes. Algumas indústrias deste setor têm se preocupado com a qualidade do ambiente do seu entorno, procurando minimizar os impactos gerados pela empresa, por meio do tratamento dos seus efluentes, bem como incentivando o monitoramento ambiental da área onde atuam. A maior refinaria de petróleo do Brasil está localizada na cidade de Paulínia/SP, entre dois grandes rios da região (Jaguari e Atibaia). Esta refinaria capta a água do rio Jaguari, a utiliza no processo de refino, trata a água servida e, só posteriormente, lança-a no rio Atibaia. Apesar de estes dois rios serem reconhecidamente impactados, devido à grande urbanização, industrialização e intensa atividade agrícola, eles servem para o abastecimento público das cidades da região e, portanto, devem ser preservados. Os objetivos deste trabalho foram: (i) avaliar a citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de diversas amostras de água coletadas nestes rios por meio de dois organismos-teste (Allium cepa e Oreochromis niloticus); (ii) avaliar estes parâmetros, por meio dos mesmos organismosteste, das amostras de água coletadas em diferentes etapas do tratamento do efluente realizado pela refinaria, durante o período de 2009 a 2013; e (iii) correlacionar a influência dos fatores físicos e químicos sobre a biota endêmica e, consequentemente, na ecotoxicologia do ecossistema. As análises físicas e químicas destas amostras foram realizadas a fim de, traçar o perfil dessas águas... / The pollution and the preservation of water resources are a global concern theme. The petrochemical industry, whose activities are high and have been increasing in the past decades, uses large volumes of water and generate big amounts of effluents. Depending on the laws of the country and the population awareness, many oil companies have shown a concern about their wastewater potential to pollute. Some industries of this sector have been worrying about the surrounding environment quality, attempting to minimize the impact by treating the wastewater, as well as stimulating the monitoring of the area where they operate. The largest oil refinery in Brazil is located in Paulínia municipality, São Paulo State, between two major rivers (Jaguari and Atibaia). This company gets water from the Jaguari river, treats the wastewater and discharge it in the Atibaia river. Despite the known impact on both rivers, mainly because of the urbanization, industrialization and the high agricultural activity, they supply the cities of the region and therefore should be preserved. The aims of this study were: (i) evaluate the cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity of several water samples collected from these rivers through two test organisms (Allium cepa e Oreochromis niloticus); (ii) evaluate those parameters, using the same test organisms, on the water samples collected at different stages of wastewater treatment performed by the refinery from 2009 to 2013, and (iii) correlate the influence of the physical, physicochemical and chemical factors on the endemic biota and, consequently, on the ecosystem ecotoxicology. The physicochemical and chemical analyses of these samples were also performed in order to make a profile of those waters in different seasons, compare the results of this analysis to the current Brazilian law and correlate them to the biological responses showed by the exposed organisms. Meteorological data of rainfall and climate were also...

[pt] O conhecimento do escoamento no interior das Bombas de Cavidades Progressivas (BCP) é de grande importância para aprimorar o desenho e a aplicação destas bombas em poços de petróleo. A simulação do escoamento na BCP é extremamente complexa devido ao caráter transiente, à presença de paredes móveis e à diferença de escala do tamanho da folga entre o estator e o rotor. Esta complexidade torna impraticável o uso da simulação como ferramenta de projeto. Esta dissertação apresenta um modelo assintótico do escoamento no interior de BCP monolobular com estator metálico. O modelo foi desenvolvido para fluido newtoniano e utiliza a teoria da lubrificação para reduzir as equações tri-dimensionais de Navier-Stokes a uma equação de Poisson bi-dimensional, para o campo de pressão. As equações diferenciais do modelo, escritas com coordenadas cilíndricas, foram resolvidas numericamente pelo método de diferenças finitas de segunda ordem. O programa desenvolvido em Matlab oferece resultados que reproduzem satisfatoriamente os dados experimentais, com tempo de processamento e capacidade computacional significativamente inferiores aos modelos que resolvem o sistema completo de equações. Os resultados obtidos mostram o efeito de parâmetros geométricos e operacionais, tais com folga estator-rotor, número de estágios, viscosidade e densidade do fluido, rotação e diferencial de pressão, nas curvas de desempenho da bomba. / [en] The fundamental understanding of the flow inside Progressive Cavities Pumps (PCP) represents an important step to improve the efficiency of these pumps in the petroleum artificial lift industry. The simulation of the flow in the PCP is extremely complex due to the transient character of the flow, the moving boundaries and the difference in length scale of the channel height between the stator and rotor. This complexity makes the use of CFD as an engineering tool almost impossible. This dissertation presents an asymptotic model to describe a single phase flow through progressive cavities pumps, using the lubrication theory approach. The model was developed for Newtonian fluid and the lubrication theory was used to reduce the three-dimensional Navier-Stokes equations to a two-dimensional Poisson´s equation for the pressure field. The models differential equations were written in cylindrical coordinates and were numerically solved by the finite difference method. A program was developed in Matlab and the results reproduce the experimental data, with a significantly shorter processing time, which is orders of magnitude faster than the model that solves the complete set of equations. The results show the effect of geometry and operational parameters, such as the clearance between stator and rotor, the number of pitches, viscosity and density of the fluid, rotation and differential pressure, in the pump performance curves.

[pt] A produção de areia em poços de petróleo é um problema bem conhecido devido às conqüências catastróficas, que muitas vezes chegam a afetar a vida produtiva de um reservatório inteiro. Estudos sobre o assunto vêm sendo desenvolvidos, e uma importante linha de pesquisa tem se formado. No entanto, estes estudos focam principalmente na predição ou começo da produção de areia, dando uma importância menor à sua quantificação. Há mais de vinte anos, este problema tem sido relatado em um Campo da Bacia de Maracaibo na Venezuela, levando ao fechamento de um grande numero de poços. O problema é ainda maior devido às condições do reservatorio: profundidade (maior a 5000 (m)), alta pressão e temperatura assim como a resistência mecânica da rocha (maior a 50 (Mpa)) fazem que estudos mais avançados sejam precisados para além de determinar que fatores influenciam este fenômeno, observar se os modelos de quantificação utilizados neste trabalho representam o que ocorre no campo. Para isto, utilizo-se o software comercial de elementos finitos Abaqus junto com a sub-rotina de erosão assim como o modelo analitico de Willson, baseada na resistência equivalente da formação obtida a partir dos ensaios de cilindro oco ou TWC (thick Walled Cylinder) desenvolvidos também neste trabalho. Em ambos métodos, foram imposta condições reais do campo: estado de tensão, pressão de fundo do poço, poro-pressão, assim como o comportamento tensão-deformação da rocha, obtidos a partir de ensaios de compressão uniaxial. Para o caso da modelagem numerica, forem analisados dois casos, poço aberto (modelo de duas dimensoes) e tunel canhoneado (modelos de tres dimensoes). No caso do modelo de Willson foi implementado o túnel canhoneado. / [en] Sand production at oil wells is a well-known problem, due to the disastrous consequences that in some cases affect the productivity of the entire reservoir. Studies about the subject have been development and a very important research line has been created. However, those progresses are more focus on sand production onset, giving less importance to the quantification issue. Whit more than twenty years, there is a field located on Maracaibo Basin, Venezuela that has been affected with this problem occasionating the closure of a big amount of wells. The problem is even bigger due to the reservoir conditions: depth (more than 5000 (m)), high pressure and temperature conditions and also rock mechanics strength (more than 50 (Mpa)) make that more advanced studies will be need for seeking the factors that affect in this phenomenon and observe if the quantifications models used in this work represent the field observations. For this, was used the commercial software of finite elements Abaqus whit the erosion sub-routine as well as the analytical Willson model based on the equivalent strength formation obtain from thick walled cylinder test development in this work also. In both methods were used real field conditions: state of stress, bottom hole pressure, pore pressure and the stress-strain rock behavior obtain form uniaxial compression test. For the numerical model were analyzed two cases, open hole (two dimension model) and perforation tunnel (three dimension model). For the analytical Willson model was just implemented the perforation tunnel case.

[pt] Um dos fatores mais importantes para recuperação de óleo de reservatórios petrolíferos é a configuração dos poços. Atualmente, na indústria, esse processo é feito de forma manual onde um especialista gera algumas poucas opções de configurações e utiliza a de melhor resultado. Este trabalho se propõe a investigar um sistema de apoio à decisão para otimizar a configuração dos poços utilizando Algoritmos Genéticos e o simulador de reservatórios IMEX. Os parâmetros otimizados são: o número de poços produtores e injetores, a posição, a inclinação, a direção e o comprimento de cada poço, o número de laterais de cada poço e o ponto da junta, a inclinação relativa ao poço, a direção e o comprimento de cada lateral. Na busca pela configuração ótima dos poços, o objetivo da otimização é minimizar o investimento inicial, minimizar a produção de água e maximizar a produção de óleo buscando maximizar o VPL do empreendimento. A otimização é conduzida respeitando as restrições de projeto, dadas por um engenheiro, e restrições de simulação, dadas pelo próprio modelo de reservatório. O modelo proposto foi avaliado utilizando-se sete reservatórios. Cinco destes são sintéticos cujas configurações ótimas são conhecidas, um semi-sintético e um reservatório real. Foram conduzidos testes de convergência onde o modelo se mostrou capaz de localizar e otimizar as zonas produtoras, chegando à alternativa ótima até 80% das vezes. Nos últimos dois reservatórios os resultados indicam que o sistema consegue encontrar configurações de poços com altos valores de VPL, superiores a soluções propostas por especialistas e por outros sistemas de otimização, com ganhos de VPL de até 37% sobre a alternativa proposta por um especialista para o reservatório real. / [en] One of the most important factors for recovering oil from oil reservoirs is the wells configuration. Now a days, on the industry, this process is conduced manually, where a specialist generates a few configuration options and uses the best one with best results. This work proposes to investigate a decision support system to optimize the wells’ configuration using Genetic Algorithms and the reservoir simulator IMEX. The optimized parameters include: the number of producers and injectors wells, the position, the inclination, the direction and the length of each well, the number of laterals for each well and the junction point, the inclination relative to the well and the length of each lateral. On the search of the optimal configuration of wells, the objective of the optimization is to minimize the initial investment, minimize the water production and maximize the oil production towards the maximization of the venture`s NPV. The optimization is conduced respecting the project`s restrictions, stated by an engineer, and the simulation`s restrictions, imposed by the reservoir model. The optimization model proposed was evaluated using seven reservoirs. Five of them are synthetic which the optimum well`s configuration are known, one semi-synthetic and one real reservoir. Convergence tests were conducted where the model confirmed to be able to locate and optimize the production zones, achieving the optimum alternative 80% of the times. On the last two reservoirs the results indicate that the system was able to achieve well configurations with high values of NPV, superiors from solutions given by specialists and by other optimization systems, with NPV´s increase reaching 37% over the specialist`s purposed alternative for the real reservoir case.

[pt] Um dos maiores desafios para a produção de hidrocarbonetos em reservatórios de arenitos pouco consolidados é o controle da produção de areia. Os mecanismos envolvidos nesse fenômeno são complexos e isto é resultado de uma grande variedade de fatores, como por exemplo, a magnitude das tensões in situ, a resistência mecânica da formação e as operações de desenvolvimento do poço. Este problema pode ser resolvido ou amenizado até níveis aceitáveis através de estratégias de completação específicas, como instalação de telas ranhuradas ou do gravel pack, desde que haja uma previsão do potencial de produção de areia da formação. Apesar do grande número de modelos numéricos desenvolvidos para prever este comportamento, a consistência dos mesmos pode ser questionada, uma vez que podem ser observadas diferenças entre as predições e os dados de campo. Para validar esses modelos, são necessários dados confiáveis, que podem ser obtidos através de ensaios de laboratório. Os objetivos do trabalho foram determinados considerando esses pontos, além da questão do uso em larga escala do gravel pack como técnica de controle da produção de areia nos campos brasileiros. São eles: (i) investigar o comportamento de um sistema de contenção de areia instalado em uma formação com potencial de produção de areia, (ii) verificar a influência do aumento de tensão efetiva na produção de areia e entender como a carga é transmitida para o sistema e (iii) validar um modelo numérico desenvolvido para o estudo de campo. Para ensaios, realizados em uma célula poliaxial sob condições controladas, utilizaram-se blocos de grandes dimensões. Foram analisados 5 casos representativos, sendo cada um deles simulado 4 vezes. O primeiro caso consiste na verificação da formação de um breakout em poço aberto, sem a utilização de nenhum sistema de contenção de areia. Os outros quatro casos são reproduções do sistema gravel-tela, com diferentes configurações. Os resultados foram satisfatórios e de acordo com eles, é possível identificar uma tendência de comportamento para cada cenário: gravel com distribuição uniforme no anular e diâmetro de partícula utilizada no gravel. A verificação de um modelo numérico, desenvolvido na Petrobrás, foi feita a partir destes resultados e mostrou uma boa aproximação de resultados de laboratório. / [en] A major problem during hydrocarbon production from poorly consolidated sandstone in the influx of sand, or sand production. This problem is complex and can occur as a result of a large variety of reasons, like magnitude of the in situ stresses, formation strength, and wellbore-development operations. If the potential for sand production could be predicted, then the problem may be solved or reduced to an accepteble level by proper completion strategy, such as the use of stand alone screens or gravel pack. Although a large number of numerical models for sand production prediction hava been developes, the consistency of the models could be questioned, due to the differences between the predictions and field observations. To improve and validate these models, reliable data are necessary. This study has been developed based on these concerns, and also, considering the massive use of the gravel-pacck as sand control technique on Brazilian fields. The objective were (i) investigation of the gravel-pack system behavior, (ii) varifacation of the increase on effective stress on sand production and (iii) validation a numerical model developed for field sand production prediction. The large-scale tests were carried out on a poliaxial cell. It was selectes 5 representative cases, and they were developed on an artificial well, under controlled conditions. On the first one, it was observed a breakout formation on an openhole. On the other 4 cases, it was simulated the gravel pack, submitted to different conditions, each of them reproduced 4 times. The numerical model was developed by Petrobras/Roncador field engineers, using a commercial numericak modeling program. Results were satisfactory. According to them, is possible to identify a behavior tendency for each condition: the influence of the gravel uniform distribution on the annulus and the influence of gravel diameter. The numerical model showed a very good approach to the laboratory results.

[pt] A natureza incerta e os altos incentivos econômicos do negócio de refino são forças motrizes para melhorias nos processos de planejamento das refinarias. Decisões tomadas na cadeia do petróleo diferem principalmente na gama de atividades (integração espacial) e no horizonte de planejamento (integração temporal). O objetivo desta tese é abordar o problema da integração da cadeia do petróleo sob incerteza em diferentes níveis de decisão. Modelos de programação matemática tático e operacional são propostos. O modelo tático maximiza o lucro esperado da cadeia de suprimentos e aloca metas de produção para as refinarias considerando restrições logísticas. O modelo operacional maximiza o lucro esperado de cada refinaria determinando a quantidade de material processada por unidade de processo em um dado período. Ambos os modelos são lineares estocásticos de dois estágios, onde a incerteza é incorporada nos parâmetros dominantes de cada nível (preço e demanda no nível tático e suprimento de petróleo e capacidade das unidades no nível operacional). A integração espacial é discutida no nível tático (considerando a cadeia de suprimentos), enquanto a integração temporal é discutida na interação entre os dois níveis. Duas abordagens de integração temporal são consideradas: hierárquica, onde o fluxo de informações é somente do modelo tático para o operacional, e iterativa, onde há retorno do nível operacional para o tático. Um estudo de escala industrial foi conduzido para demonstrar os benefícios da integração em ambiente estocástico. Resultados são oferecidos no contexto de um estudo usando dados da indústria brasileira do petróleo para demonstrar a eficácia das abordagens propostas. / [en] The uncertain nature and high economic incentives of the refining business are driving forces for improvements in the refinery planning process. Decisions made at the oil chain differ mainly in the range of activities (spatial integration) and planning horizon (temporal integration). This thesis purpose is to address the problem of the oil chain integration under uncertainty at different decision levels. Tactical and operational mathematical programming models are proposed. The tactical model maximizes the expected profit of the supply chain and allocates the production targets to refineries taking logistics constraints into account. The operational model maximizes the expected profit of each refinery determining the amount of material that is processed at each process unit in a given period. Both models are two-stage stochastic linear programs where uncertainty is incorporated in the dominant random parameters at each level (price and demand at the tactical level and oil supply and process capacity unit at the operational level).Spatial integration is discussed at the tactical level (considering supply chain), whereas the temporal integration is discussed in the interaction between the two levels. Two temporal integration approaches are considered: hierarchical, where the flow of information is only from the tactical to the operational model, and iterative, where there is feedback from the tactical to the operational model. An industrial scale study was conducted to discuss the benefits of integration in a stochastic environment. Results are offered in the context of a study using data from the Brazilian oil industry to demonstrate the effectiveness of the proposed approaches.

[pt] Nos últimos anos, nota-se uma forte tendência no Brasil de oferta de petróleos cada vez mais pesados e ácidos em contraposição a uma crescente demanda de derivados mais leves dentro de especificações mais rígidas. Dessa forma, o Brasil se depara com a necessidade em adaptar suas refinarias e rede logística a esse novo perfil. Nesse contexto é importante a avaliação da cadeia integrada de petróleo e derivados no longo prazo, visando auxiliar a tomada de decisão em relação aos projetos que devem ser considerados na carteira de investimentos. Por se tratar de uma decisão de longo prazo, é importante levar em consideração as incertezas relacionadas aos parâmetros considerados, como: oferta e preço de petróleos, demanda e preço de derivados e outros. Assim, tornase possível a avaliação de uma carteira de projetos de investimentos considerando os riscos existentes. Este trabalho propõe apresentar uma metodologia de otimização sob incerteza, que utilize programação estocástica em conjunto com técnicas de otimização de portfólio, aplicada ao estudo de uma carteira de investimentos na área de abastecimento de petróleo. O estudo é focado em um modelo de programação linear que maximiza o resultado presente líquido esperado ao longo de um horizonte de tempo estipulado, dado um nível de risco aceitável. Foram propostas duas abordagens de medida de risco: Conditional Value-at-Risk (CVaR) e Minimax. A partir dos resultados numéricos, ficou comprovado que a decisão otimizada de investimento na área de petróleo e derivados apresenta variação com o nível de risco que se pretende assumir. / [en] Over the last years, a strong trade-off between crude oil offer and oil product demand has been posed in Brazil: while the oil produced in Brazil is getting heavier, its` products must be light, constrained by rigid specifications. Hence, the country needs to adapt its refineries and logistic network to this new profile. In this context, a long term analysis of the integrated oil chain is a relevant task. This analysis helps the decision maker to choose projects that should be considered in portfolio investment. During the decision process, it is important to take into account uncertainties related to some parameters: crude oil prices, crude oil offer, product prices, expected demand and others. By doing that, it is possible for the analyst to evaluate a project portfolio considering risks. The present work proposes a methodology for optimization under uncertainty, applied to the study of a portfolio investment for the downstream oil industry, employing both stochastic programming and portfolio optimization techniques. The study is focused on a linear programming model that maximizes the expected net present value (NPV) along the specified time horizon and risk level. Two approaches have been proposed to measure risk: Conditional Value-at-Risk (CVaR) and Minimax. The results show that the investment choice in the oil chain varies with the imposed risk level.