Sistemas dutoviários desempenham um papel fundamental na cadeia de suprimento da indústria de petróleo. Este tipo de sistema é responsável pelo transporte da maior parte do volume de petróleo e seus derivados. Sistemas de dutos transportam uma grande quantidade de diferentes tipos de petróleo e seus derivados a custo mais baixo que outros tipos de modais. Dutos interligam campos de produção de petróleo, portos, refinarias, centros de distribuição (ou depósitos), e mercado consumidor. O problema estudado neste trabalho é baseado em um sistema que é composto por uma refinaria que pode transferir vários produtos para um terminal (depósito) através de um único duto. Os produtos são conjuntos de derivados de petróleo que devem ser transferidos da refinaria para o terminal ou do terminal para a refinaria. Ambos, refinaria e terminal estão conectados a outras refinarias, terminais e mercados consumidores e com isto formam uma complexa rede de dutos. Por outro lado há um conjunto de demandas externas e internas. Esta última demanda decorre da necessidade de processamento de produtos intermediários que são misturas compostas de várias correntes intermediárias, tais como diluentes de óleos combustíveis, propano intermediário, e diesel intermediário. Com o objetivo de obter vantagens sobre a estrutura da rede de transporte, torna-se benéfica e mesmo necessária a operação do duto em ambas as direções para atender tanto à demanda externa quanto à interna. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo matemático para a programação de um sistema de poliduto. A formulação para a programação deve considerar a possibilidade de trocar o sentido do poliduto. Neste contexto, a programação de um poliduto envolve decisões tais como sentido de operação, quantidade, temporização e seqüências de produtos, com objetivo de obter uma solução ótima, considerando todas as restrições de demanda, perfil de produção, estoques e custos. O modelo de programação é baseado em uma representação de tempo discreto e composto da área de tancagem da refinaria, um terminal, e um poliduto. Além disto o duto é dividido em segmentos de volumes iguais como em Rejowski Jr e Pinto (2003). As principais variáveis de decisão são a direção da movimentação do duto (da refinaria para terminal ou do terminal para refinaria) e o que está sendo movimentado a cada intervalo. Estas decisões são formuladas através de uma representação disjuntiva. As disjunções são transformadas em uma formulação baseada em programação matemática mista-inteira, a partir da representação Convex-hull. A função objetivo considera os custos de estocagem, movimentação e interface de produtos. O modelo é aplicado inicialmente a um caso protótipo e posteriormente aplicado a um sistema real composto pelos terminais de São Sebastião e Guararema e o poliduto OSPLAN. Neste caso ao todo quatro famílias de produtos são transportadas: gasolina, querosene, nafta e diesel. A programação é gerada para o período de uma semana. / Pipeline systems play a major role in the supply chain of the petroleum industry. These systems are responsible for the transportation of most of the crude oil and petroleum derivatives. Pipeline systems transfer large amounts of different petroleum types and their products at a lower cost than any other transportation mode. Pipelines interconnect oil fields, ports, refineries, distribution centers (or depots), and consumer markets. The problem addressed is this work is based on a system that is composed by an oil refinery that must transfer multiple products through a single pipeline connected to one depot. The products are a set of petroleum derivatives that must be either transported from the refinery to the depot or from the depot to the refinery. Both depot and refinery also connect other refineries as well as other depots and customers, thus forming a complex transportation network. On the other hand, there are several demands that arise either from external customers or from refineries. The latter demand is due from the need of processing intermediate streams with components mixtures such as diluents, propane and diesel. In order to take advantage of the structure of the transportation network, it becomes beneficial and even necessary to operate the pipeline in both directions so that internal and external demands are satisfied. The objective of this work is to develop a mathematical model for the short term scheduling of a multiproduct pipeline system. The scheduling formulation must account for the bidirectionality of the multiproduct pipeline. In this context, the scheduling a multiproduct pipeline involves the from-to decision, the product amounts, their sequence and timing, in the optimal sense, considering all constrains on demands, production rates, inventories, and costs. The scheduling model is based on a discrete time representation and is composed by one refinery tank farm, one depot and one multiproduct pipeline. Moreover, the pipeline is divided into segments of equal volume, as in Rejowski Jr and Pinto (2003). The main decisions variables are the directions of transfer (refinery to depot or depot to refinery) and the types of products at each time interval. These decisions are formulated with a disjunctive representation. The disjunctions are represented in mixed integer formulation based on the convex-hull approach. The objective function involves inventory, transfer and product interface costs. The model is first applied to a prototype case and after applied to a real-world system that is composed of the São Sebastião and Guararema depot and the OSPLAN pipeline. Overall four families of products are transported: gasoline, kerosene, naphtha and oil diesel. These are scheduled over a period of one week.

Sistemas dutoviários desempenham um papel fundamental na cadeia de suprimento da indústria de petróleo. Este tipo de sistema é responsável pelo transporte da maior parte do volume de petróleo e seus derivados. Sistemas de dutos transportam uma grande quantidade de diferentes tipos de petróleo e seus derivados a custo mais baixo que outros tipos de modais. Dutos interligam campos de produção de petróleo, portos, refinarias, centros de distribuição (ou depósitos), e mercado consumidor. O problema estudado neste trabalho é baseado em um sistema que é composto por uma refinaria que pode transferir vários produtos para um terminal (depósito) através de um único duto. Os produtos são conjuntos de derivados de petróleo que devem ser transferidos da refinaria para o terminal ou do terminal para a refinaria. Ambos, refinaria e terminal estão conectados a outras refinarias, terminais e mercados consumidores e com isto formam uma complexa rede de dutos. Por outro lado há um conjunto de demandas externas e internas. Esta última demanda decorre da necessidade de processamento de produtos intermediários que são misturas compostas de várias correntes intermediárias, tais como diluentes de óleos combustíveis, propano intermediário, e diesel intermediário. Com o objetivo de obter vantagens sobre a estrutura da rede de transporte, torna-se benéfica e mesmo necessária a operação do duto em ambas as direções para atender tanto à demanda externa quanto à interna. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo matemático para a programação de um sistema de poliduto. A formulação para a programação deve considerar a possibilidade de trocar o sentido do poliduto. Neste contexto, a programação de um poliduto envolve decisões tais como sentido de operação, quantidade, temporização e seqüências de produtos, com objetivo de obter uma solução ótima, considerando todas as restrições de demanda, perfil de produção, estoques e custos. O modelo de programação é baseado em uma representação de tempo discreto e composto da área de tancagem da refinaria, um terminal, e um poliduto. Além disto o duto é dividido em segmentos de volumes iguais como em Rejowski Jr e Pinto (2003). As principais variáveis de decisão são a direção da movimentação do duto (da refinaria para terminal ou do terminal para refinaria) e o que está sendo movimentado a cada intervalo. Estas decisões são formuladas através de uma representação disjuntiva. As disjunções são transformadas em uma formulação baseada em programação matemática mista-inteira, a partir da representação Convex-hull. A função objetivo considera os custos de estocagem, movimentação e interface de produtos. O modelo é aplicado inicialmente a um caso protótipo e posteriormente aplicado a um sistema real composto pelos terminais de São Sebastião e Guararema e o poliduto OSPLAN. Neste caso ao todo quatro famílias de produtos são transportadas: gasolina, querosene, nafta e diesel. A programação é gerada para o período de uma semana. / Pipeline systems play a major role in the supply chain of the petroleum industry. These systems are responsible for the transportation of most of the crude oil and petroleum derivatives. Pipeline systems transfer large amounts of different petroleum types and their products at a lower cost than any other transportation mode. Pipelines interconnect oil fields, ports, refineries, distribution centers (or depots), and consumer markets. The problem addressed is this work is based on a system that is composed by an oil refinery that must transfer multiple products through a single pipeline connected to one depot. The products are a set of petroleum derivatives that must be either transported from the refinery to the depot or from the depot to the refinery. Both depot and refinery also connect other refineries as well as other depots and customers, thus forming a complex transportation network. On the other hand, there are several demands that arise either from external customers or from refineries. The latter demand is due from the need of processing intermediate streams with components mixtures such as diluents, propane and diesel. In order to take advantage of the structure of the transportation network, it becomes beneficial and even necessary to operate the pipeline in both directions so that internal and external demands are satisfied. The objective of this work is to develop a mathematical model for the short term scheduling of a multiproduct pipeline system. The scheduling formulation must account for the bidirectionality of the multiproduct pipeline. In this context, the scheduling a multiproduct pipeline involves the from-to decision, the product amounts, their sequence and timing, in the optimal sense, considering all constrains on demands, production rates, inventories, and costs. The scheduling model is based on a discrete time representation and is composed by one refinery tank farm, one depot and one multiproduct pipeline. Moreover, the pipeline is divided into segments of equal volume, as in Rejowski Jr and Pinto (2003). The main decisions variables are the directions of transfer (refinery to depot or depot to refinery) and the types of products at each time interval. These decisions are formulated with a disjunctive representation. The disjunctions are represented in mixed integer formulation based on the convex-hull approach. The objective function involves inventory, transfer and product interface costs. The model is first applied to a prototype case and after applied to a real-world system that is composed of the São Sebastião and Guararema depot and the OSPLAN pipeline. Overall four families of products are transported: gasoline, kerosene, naphtha and oil diesel. These are scheduled over a period of one week.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 STARK_Felipe_2015.pdf: 2619946 bytes, checksum: 296213b74067cc59aea0beae2cf8f165 (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / The increase in the municipal and industrial waste generation has caused enviromental and public health problems and as a consequence laws exist to address the issue. In Brazil, with the Federal Law No. 12,350 / 10 about the Política Nacional de Resíduos Sólidos reverse logistics (RL) of some products has become mandatory, including waste tires. However, RL of waste tires has been structured since environmental government agency resolutions propose treatment for tires disposal incorrectly in the environment and new generation of waste tires. Currently, the reverse network is managed by the tire manufacturers and importers associations, and destinations are commonly used are co-processing in cement kilns, and the recovery of rubber and steel as secondary products, by processes such as scrapping or lamination. Increasing transportation and operation costs in the logistics network make the network design critical for the full compliance with the legal goal. This network design is aligned with a planning that considers the financial issues like the minimization of costs or the maximization of profit, while meets the requirements of environmental government agencies. So it involves key strategic decisions, as the location of facilities and material flows, taking into account many parameters simultaneously. The objective of this study is to propose a model for waste tires reverse logistics considering: (i) flows from the output of the collection points (called ecopontos ) to the destination companies; (ii) the possibility of processes as the sorting of used tires in usable condition or not; (iii) the grinding process as an intermediate phase and for which type of destination the tire would be sent. Still are considered fixed costs for the installation of storage centers, for sorting used tires, and intermediary companies, for grinding and separation of components, in addition to the variable operating costs, transportation and potential revenues generated from the substitution of raw materials or fuel in destination companies. The model is a mixed integer linear problem (MILP) with multiple time periods. Experiments are done with a single and multiple periods, finally were present some sensitivity analysis. Other financial constraints as the annual budget and an approach that includes the carbon footprint (CO2) in the transport and processing are explored. The results showed configurations that meet the goal and have a small profit, indicating that storage centers are preferred in places far from destination points and low demand, while the pre-processing companies have opposite behavior. When using the carbon footprint, it was found that the sorting of used tires gain more importance in the view of reducing emissions, because there is less emission in the reuse or refurbishment compared to the manufacturing of new tires. / O aumento na geração de resíduos urbanos e industriais tem ocasionado problemas de ordem ambiental e de saúde pública, e, como consequência, legislações específicas surgiram para tratar do assunto. No Brasil, a Lei Federal nº 12.350/10, da Política Nacional de Resíduos Sólidos, tornou obrigatória a logística reversa (LR) de alguns produtos, entre os quais o pneu usado sem condição de rodagem (inservível). Entratanto, a LR de pneus inservíveis já se apresentava em fase de estruturação, uma vez que resoluções ambientais propunham o tratamento do passivo deixado por anos de descarte incorreto dos pneus no meio ambiente. Atualmente, a rede reversa de pneus é administrada por associações de fabricantes e importadores, e as destinações comumente utilizadas são o coprocessamento, em fornos de cimenteira, e a recuperação da borracha e do aço como subprodutos, por meio de processos como a granulação ou a laminação. Os crescentes custos do transporte terrestre e as proposições de melhorias na rede logística tornam a configuração da rede de logística reversa de pneus como uma proposta para o total cumprimento da meta, alinhados ao planejamento que considere as questões financeiras como a minimização de custos logísticos ou maximização do lucro, enquanto cumprem as exigências dos órgãos ambientais. Esta configuração envolve decisões estratégicas essenciais, como a localização de instalações e determinação dos fluxos de materiais, sendo que muitos parâmetros estão presentes simultaneamente. O objetivo deste estudo é propor um modelo de configuração de rede logística reversa de pneus inservíveis considerando: (i) fluxos a partir da saída dos pontos de coleta (ecopontos) até as empresas destinadoras; (ii) processos como a possibilidade da triagem dos pneus usados em servíveis e inservíveis; (iii) a trituração como fase intermediária e para qual tipo de destinação enviar. São considerados ainda custos fixos para instalação de centros de armazenamento, para triagem dos pneus usados, e empresas intermediárias, para trituração e separação de componentes, além dos custos variáveis de operação, transporte e as possíveis rendas geradas com a substituição da matéria-prima ou combustível nas empresas destinadoras. O modelo apresenta formulação linear inteira mista (MILP) com múltiplos períodos. São feitos experimentos com único período, e com a variação de parâmetros. Posteriormente são estudadas restrições financeiras como orçamento anual e uma abordagem que inclui a pegada de carbono (CO2) no transporte e processamento. Os resultados encontrados apresentaram configurações que cumprem a meta e apresentam um pequeno lucro, indicando que os centros de armazenamento são preferíveis em locais afastados das destinadoras e com baixa demanda, enquanto as empresas intermediárias apresentam comportamento oposto. Quando se utilizou a pegada de carbono, verificou-se que a triagem de pneus ganha mais importância, dada a redução nas emissões do reuso ou reforma dos pneus em relação à fabricação de novos pneus.