A Indústria Naval tem investido em navios cada vez maiores visando ganhos de escala. Na última década, esse movimento se intensificou e um dos principais fatores é a influência significativa das economias emergentes na demanda de carga. Alguns dos ganhos decorrentes da utilização de navios maiores são: menor consumo de energia, menor emissão de CO2, maior capacidade de carga e, consequentemente, fretes marítimos mais competitivos. Esses novos navios acarretam a necessidade de uma revisão da infraestrutura portuária, isso porque geram uma alta concentração de carga e ainda demandam uma maior profundidade nos portos, bem como alterações nas estruturas dos terminais para recebê-los. Investimentos como dragagem, modificações de layout de terminais, entre outros, resultam em custos demasiadamente altos, além de impactos relacionados a licenciamentos para operação. Neste cenário de aumento dos navios e da consequente dificuldade de recebê-los em diversos portos, uma solução que vem sendo utilizada ao redor do mundo é a do transbordo de navio para navio no mar, o transshipment. Ele é normalmente realizado através de um navio convertido em plataforma de transbordo/transferência, substituindo a necessidade de ancoragem do navio de maior capacidade em um terminal portuário convencional. O Brasil tem o desafio de se preparar para este novo cenário e o porto de Santos, o principal do país, possui limitações para recebimentos destas embarcações. Este trabalho analisou operacionalmente e sob o ponto de vista de custos logísticos, o processo de transshipment no mar em portos brasileiros. Para tal, escolheu como estudo de aplicação o minério de ferro no porto de Santos, usando como ferramentas de análise a simulação e a comparação de custos logísticos totais das alternativas. Os resultados obtidos nas análises demonstraram a capacidade do transshipment de atender à demanda de carga em diferentes cenários e trazer uma redução de custos logísticos em relação à operação convencional. / The Shipbuilding Industry has invested in larger vessels for economies of scale. In the last decade, this movement has intensified and one of the main factors is that emerging economies have significantly influenced demand for cargo. Some of the gains from the use of larger ships are: lower energy consumption, lower CO2 emissions, higher cargo capacity and more competitive sea freight as a consequence. These new ships require a revision of the port infrastructure due to their higher concentration of cargo and still require a greater depth in the ports, as well as changes in the structures of the terminals to receive them. Investments such as dredging, modifications of terminal layout among others result in high costs, in addition to the need for upgrading licenses to operate. A solution that is being used around the world is the transshipment. It is usually accomplished through a ship converted as a transfer platform, replacing the need for anchoring the larger vessel at a conventional port terminal. Brazil needs to be prepared for this challenge and the port of Santos, the main port of the country, has limitations for receiving these vessels. This work assessed operationally and from the point of view of logistics costs, the transshipment in Brazilian ports. To do so, it carried out an application study to the iron ore in the port of Santos, using simulation and the comparison of total logistical costs of the alternatives. The results obtained demonstrated the capacity of the transshipment to attend the demand for cargo in different scenarios and reduce cost in relation to the conventional operation.

A Indústria Naval tem investido em navios cada vez maiores visando ganhos de escala. Na última década, esse movimento se intensificou e um dos principais fatores é a influência significativa das economias emergentes na demanda de carga. Alguns dos ganhos decorrentes da utilização de navios maiores são: menor consumo de energia, menor emissão de CO2, maior capacidade de carga e, consequentemente, fretes marítimos mais competitivos. Esses novos navios acarretam a necessidade de uma revisão da infraestrutura portuária, isso porque geram uma alta concentração de carga e ainda demandam uma maior profundidade nos portos, bem como alterações nas estruturas dos terminais para recebê-los. Investimentos como dragagem, modificações de layout de terminais, entre outros, resultam em custos demasiadamente altos, além de impactos relacionados a licenciamentos para operação. Neste cenário de aumento dos navios e da consequente dificuldade de recebê-los em diversos portos, uma solução que vem sendo utilizada ao redor do mundo é a do transbordo de navio para navio no mar, o transshipment. Ele é normalmente realizado através de um navio convertido em plataforma de transbordo/transferência, substituindo a necessidade de ancoragem do navio de maior capacidade em um terminal portuário convencional. O Brasil tem o desafio de se preparar para este novo cenário e o porto de Santos, o principal do país, possui limitações para recebimentos destas embarcações. Este trabalho analisou operacionalmente e sob o ponto de vista de custos logísticos, o processo de transshipment no mar em portos brasileiros. Para tal, escolheu como estudo de aplicação o minério de ferro no porto de Santos, usando como ferramentas de análise a simulação e a comparação de custos logísticos totais das alternativas. Os resultados obtidos nas análises demonstraram a capacidade do transshipment de atender à demanda de carga em diferentes cenários e trazer uma redução de custos logísticos em relação à operação convencional. / The Shipbuilding Industry has invested in larger vessels for economies of scale. In the last decade, this movement has intensified and one of the main factors is that emerging economies have significantly influenced demand for cargo. Some of the gains from the use of larger ships are: lower energy consumption, lower CO2 emissions, higher cargo capacity and more competitive sea freight as a consequence. These new ships require a revision of the port infrastructure due to their higher concentration of cargo and still require a greater depth in the ports, as well as changes in the structures of the terminals to receive them. Investments such as dredging, modifications of terminal layout among others result in high costs, in addition to the need for upgrading licenses to operate. A solution that is being used around the world is the transshipment. It is usually accomplished through a ship converted as a transfer platform, replacing the need for anchoring the larger vessel at a conventional port terminal. Brazil needs to be prepared for this challenge and the port of Santos, the main port of the country, has limitations for receiving these vessels. This work assessed operationally and from the point of view of logistics costs, the transshipment in Brazilian ports. To do so, it carried out an application study to the iron ore in the port of Santos, using simulation and the comparison of total logistical costs of the alternatives. The results obtained demonstrated the capacity of the transshipment to attend the demand for cargo in different scenarios and reduce cost in relation to the conventional operation.

Sistemas de transmissão de energia elétrica em corrente contínua e alta tensão baseados em tecnologia de conversores a fonte de tensão (VSC-HVDC), ao contrário de linhas de transmissão em corrente alternada, operam como elementos de controle de variáveis elétricas, podendo ser úteis na estabilidade do sistema de potência. Mas apesar desta vantagem, sistemas VSC-HVDC possuem limitações no desempenho estável, o que enseja o desenvolvimento de uma metodologia para mapeamento de suas zonas de operação estável e possíveis regiões de instabilidade. Inicialmente estudou-se os detalhes da tecnologia VSC-HVDC tais como o funcionamento da eletrônica de potência e estratégias de controle utilizadas. Em seguida, investigou-se os modelos de geradores síncronos para interconexão com o lado CA das estações conversoras do VSC-HVDC. E, finalmente, aplicou-se a tecnologia VSC-HVDC sobre um modelo de sistema de potência com uma estação conversora localizada em um porto offshore e uma outra no continente, próxima à rede de alta tensão em corrente alternada. Simulações e análise deste sistema foram executadas considerando várias condições operacionais. O gráfico de potência gerada e consumida, obtido pela aplicação da metodologia, apresenta grande potencial de uso prático como por exemplo sua implementação na interface homem-máquina da estação de operação do porto offshore, provendo informação em tempo real de alto nível ao operador do sistema elétrico do porto offshore e consequentemente aumentando sua consciência situacional quanto a proximidade dos limites de instabilidade. / High voltage direct current power transmission systems based on voltage source converters (VSC-HVDC), as opposed to alternating current ones, operates as elements of control of electrical variables, being useful for stability of power system. Besides this advantage, VSC-HVDC systems have limitations in stable performance, which instigates the development of a methodology for mapping its operational zones of stability and possible regions of instability. The author initially studied the details of the VSC-HVDC technology such as the power electronic principles and the control strategies used on this research. Subsequently, the author investigated synchronous generator models for interconnection on the AC side of the VSC-HVDC converter stations. Finally, the author applied the VSC-HVDC technology on a model of power system with two converter stations, one located on an offshore port and the other on the shore, next to an alternating current high voltage power grid. Simulations and analysis of this system were carried out considering various operational conditions. The graphic of generated and consumed power on offshore port, obtained by the application of the methodology for mapping operational zones, presents a great potential of being implemented in the man-machine interface of an operation workstation, thus providing high level online information for the operator of the offshore port electrical system and consequently improving its situational awareness of the proximity to instability limits.

Sistemas de transmissão de energia elétrica em corrente contínua e alta tensão baseados em tecnologia de conversores a fonte de tensão (VSC-HVDC), ao contrário de linhas de transmissão em corrente alternada, operam como elementos de controle de variáveis elétricas, podendo ser úteis na estabilidade do sistema de potência. Mas apesar desta vantagem, sistemas VSC-HVDC possuem limitações no desempenho estável, o que enseja o desenvolvimento de uma metodologia para mapeamento de suas zonas de operação estável e possíveis regiões de instabilidade. Inicialmente estudou-se os detalhes da tecnologia VSC-HVDC tais como o funcionamento da eletrônica de potência e estratégias de controle utilizadas. Em seguida, investigou-se os modelos de geradores síncronos para interconexão com o lado CA das estações conversoras do VSC-HVDC. E, finalmente, aplicou-se a tecnologia VSC-HVDC sobre um modelo de sistema de potência com uma estação conversora localizada em um porto offshore e uma outra no continente, próxima à rede de alta tensão em corrente alternada. Simulações e análise deste sistema foram executadas considerando várias condições operacionais. O gráfico de potência gerada e consumida, obtido pela aplicação da metodologia, apresenta grande potencial de uso prático como por exemplo sua implementação na interface homem-máquina da estação de operação do porto offshore, provendo informação em tempo real de alto nível ao operador do sistema elétrico do porto offshore e consequentemente aumentando sua consciência situacional quanto a proximidade dos limites de instabilidade. / High voltage direct current power transmission systems based on voltage source converters (VSC-HVDC), as opposed to alternating current ones, operates as elements of control of electrical variables, being useful for stability of power system. Besides this advantage, VSC-HVDC systems have limitations in stable performance, which instigates the development of a methodology for mapping its operational zones of stability and possible regions of instability. The author initially studied the details of the VSC-HVDC technology such as the power electronic principles and the control strategies used on this research. Subsequently, the author investigated synchronous generator models for interconnection on the AC side of the VSC-HVDC converter stations. Finally, the author applied the VSC-HVDC technology on a model of power system with two converter stations, one located on an offshore port and the other on the shore, next to an alternating current high voltage power grid. Simulations and analysis of this system were carried out considering various operational conditions. The graphic of generated and consumed power on offshore port, obtained by the application of the methodology for mapping operational zones, presents a great potential of being implemented in the man-machine interface of an operation workstation, thus providing high level online information for the operator of the offshore port electrical system and consequently improving its situational awareness of the proximity to instability limits.