A motivação para este trabalho originou-se da atual tendência do Gás Natural Liquefeito (GNL) se tornar uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Atualmente, os terminais de gás natural liquefeito (GNL) são na maioria estruturas onshore, a construção destes terminais é custosa e muitos investimentos são necessários para atender as legislações ambientais e de segurança. Além disso, um acidente em uma destas instalações poderá produzir um grande impacto em áreas adjacentes. Sob esta perspectiva, surge uma nova proposta: uma unidade flutuante de armazenagem e regaseificação de gás natural liquefeito (FSRU - Floating Storage and Regasification Unit), o qual é uma unidade offshore e que pode trabalhar a quilômetros de distância da costa. O objetivo desta pesquisa é desenvolver uma metodologia de análise de Confiabilidade com o uso de Redes Bayesianas (RB) e aplicá-la na análise do sistema de Regaseificação do FSRU. O uso de RB, entre outras vantagens, permite a representação de incertezas no modelo e de dependências condicionais o que não é possível com as técnicas tradicionais, como por exemplo, as árvores de falhas e de eventos. Como resultado do trabalho, além da apresentação da metodologia a ser desenvolvida, serão identificados os pontos críticos do sistema contribuindo para o desenvolvimento de um plano de manutenção que assegure uma boa operabilidade do sistema com níveis razoáveis de dependabilidade. / The motivation for this research is the propensity of the Liquefied Natural Gas (LNG) becomes an important source of energy. Nowadays, LNG Import Terminals are mostly onshore; the construction of these terminals is costly and many adaptations are necessary to abide by environmental and safety laws. Moreover, an accident in one of these plants might produce considerable impact in neighboring areas. Under this perspective, a new option arises: a vessel known as FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), which is an offshore unit, that can work miles away from de coast. The goal is to develop a Bayesian Network Reliability Modeling, which will show a preview of FSRUs Regasification System behavior. Using BN is possible to represent uncertain knowledge and local conditional dependencies. The results intend to clarify the critical equipment of the system and might improve the development of an effective maintenance plan, which can provide good operability with reasonable dependability levels.

A motivação para este trabalho originou-se da atual tendência do Gás Natural Liquefeito (GNL) se tornar uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Atualmente, os terminais de gás natural liquefeito (GNL) são na maioria estruturas onshore, a construção destes terminais é custosa e muitos investimentos são necessários para atender as legislações ambientais e de segurança. Além disso, um acidente em uma destas instalações poderá produzir um grande impacto em áreas adjacentes. Sob esta perspectiva, surge uma nova proposta: uma unidade flutuante de armazenagem e regaseificação de gás natural liquefeito (FSRU - Floating Storage and Regasification Unit), o qual é uma unidade offshore e que pode trabalhar a quilômetros de distância da costa. O objetivo desta pesquisa é desenvolver uma metodologia de análise de Confiabilidade com o uso de Redes Bayesianas (RB) e aplicá-la na análise do sistema de Regaseificação do FSRU. O uso de RB, entre outras vantagens, permite a representação de incertezas no modelo e de dependências condicionais o que não é possível com as técnicas tradicionais, como por exemplo, as árvores de falhas e de eventos. Como resultado do trabalho, além da apresentação da metodologia a ser desenvolvida, serão identificados os pontos críticos do sistema contribuindo para o desenvolvimento de um plano de manutenção que assegure uma boa operabilidade do sistema com níveis razoáveis de dependabilidade. / The motivation for this research is the propensity of the Liquefied Natural Gas (LNG) becomes an important source of energy. Nowadays, LNG Import Terminals are mostly onshore; the construction of these terminals is costly and many adaptations are necessary to abide by environmental and safety laws. Moreover, an accident in one of these plants might produce considerable impact in neighboring areas. Under this perspective, a new option arises: a vessel known as FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), which is an offshore unit, that can work miles away from de coast. The goal is to develop a Bayesian Network Reliability Modeling, which will show a preview of FSRUs Regasification System behavior. Using BN is possible to represent uncertain knowledge and local conditional dependencies. The results intend to clarify the critical equipment of the system and might improve the development of an effective maintenance plan, which can provide good operability with reasonable dependability levels.

A produção brasileira de gás natural (GN) cresceu 7,7% ao ano, entre 2006 e 2016, acompanhada do crescimento das descobertas de reservas de GN associado ao petróleo, oriundas dos campos contidos no polígono do pré-sal. Observa-se que a demanda por GN apresenta taxa de crescimento anual de 3,4% no período compreendido entre 2006 e 2018. No âmbito da oferta de GN, a reinjeção em poços demonstra um crescimento de 200% no período compreendido entre 2013 e 2018. Destaca-se na fonte de suprimento importada, através do gasoduto Bolívia-Brasil, o término da vigência do contrato de suprimento, previsto para 2019, que permitirá a renegociação das condições de fornecimento em termos de quantidade, preço e prazo. Tal importação também deverá se adequar às realidades de consumo e expectativas de crescimento da oferta doméstica no longo prazo. Este desequilíbrio, entre oferta e demanda, se apresenta como uma oportunidade no plano do aprimoramento da segurança energética do país, bem como nas diferentes dimensões de atrações de investimentos para expansão da indústria gasífera, através de métodos alternativos de movimentação de GN. Estes métodos são caracterizados neste trabalho como gás natural comprimido (GNC) e gás natural liquefeito em pequena escala (GNL). Identifica-se a competividade destes métodos de movimentação bem como são apresentados os principais elementos que compõem a formação de custos destes sistemas de movimentação de GN. Em seguida, é proposto um modelo de estimação de custos por unidade energética (USD/MMBTU), cuja competitividade, obtida através de simulações e comparadas com custos de gasodutos (utilizando-se o método abordado no PEMAT), é avaliada. Demonstra-se que, para volumes movimentados de 0.1MTPA, o a movimentação de GN por gasoduto apresenta menor custo por unidade energética até distâncias de 380 quilômetros (km). A partir desta distância, a movimentação através de sistemas de GNL apresenta-se mais competitiva. Observa-se que o GNC é mais competitivo que o GNL para distâncias de até 18 km, para o mesmo volume movimentado. Analisa-se as mesmas curvas para volumes movimentados de 0.5 MTPA e 1 MTPA, cuja competitividade do GNL, frente ao gasoduto, é observado em 650 km de distância no primeiro caso e não pode ser verificada no segundo caso. Em adição, o GNC apresentou resultados competitivos para volumes movimentados inferiores, cerca de 100 vezes, aos avaliados neste trabalho. Após a modelagem de estimação custos, aplica-se o modelo de GNL em pequena escala para abastecimento dos municípios situados no estado de São Paulo e em conjunto com o plano de metas do setor de gás natural (PMGN) para o estado. Observa-se que, dos 139 municípios avaliados, 103 municípios apresentaram competitividade ponderada para substituição de eletricidade e óleo combustível para fins térmicos industriais por GN. Do universo estudado, 85 municípios estavam contidos no PMGN com expectativa de instalação de infraestrutura de distribuição de GN entre 2022 e 2029 e cujo suprimento de NG poderia ser antecipado pelo sistema de GNL em pequena escala. / The Brazilian natural gas (NG) production has been growing 7,7% per year during 2006 and 2016, this growth has been followed by the increase of the reserves of oil associated natural gas from the fields within the pre-salt polygon. From the demand side, one can observe a growth of 3,4% per annum for the period starting in 2006 to 2018. It Worth to mention that the imported NG supply contract from Bolivia has its termination due to 2019, which will enable the negotiation of conditions of supply such as quantities, term and price. This import contract is expected to reflect the current conditions of demand and future supply from indigenous production in the long term. Based on that, on can observe an imbalance between supply and demand, which can be explored as an opportunity for improvements in the energy security of the country and also as an opportunity for investments in alternative methods for transportation of NG, in order to foster the industry. These alternative methods are described in this research as compressed natural gas (CNG) and small-scale LNG (SSLNG). It is explored not only the competitiveness of those methods but also the cost indicatives and the state of the art technologies are presented. Followed the characterising of CNG and SSLNG, a cost per-unit-of-energy estimation model is proposed for CNG and SSLNG and compared with the pipelines cost estimation adopted in the PEMAT. It is demonstrated that, for the transportation volumes of 0.1MTPA, pipelines option is more competitive than SSLNG up to 380 kilometres (km) transportation distance. SSLNG option was observed more competitive for transportation distances higher than 380 km. On the other hand, CNG option has demonstrated competitiveness only against SSLNG option and for transportation distances up to 18 km. For the transportation volumes of 0.5 MTPA and 1 MTPA, the SSLNG option was observed more competitive than the pipeline option, for transport distances higher than 650 km for the former volumes transported and no competitiveness was observed for the latter volumes transported. Additionally, for the sake of illustration, CNG has demonstrated competitiveness against SSLNG and pipeline for lower transported volumes, around 100 times lower than 0.1MTPA. After the cost estimation modelling, the SSLNG model was applied in the municipalities of the state of São Paulo and together with the plan of targets for the NG sector (PMGN) for the state. One can observe 103 municipalities out of 139 have shown competitive costs of SSLNG in the displacement of electricity and oil fuel for the thermic energy uses in the industrial and agricultural sector. 85 municipalities out of the 103 were considered in the PMGN as municipalities that would have NG distribution pipelines infrastructure from 2022 to 2029 and could anticipate the use on NG by adopting the SSLNG.

ANP; FINEP; CAPES; PETROBRAS; MCTI; / Vasos de pressão esféricos usados para armazenar gás liquefeito de petróleo necessitam ser inspecionados periodicamente a fim de identificar problemas em sua estrutura e evitar futuros acidentes. Este trabalho visa desenvolver uma técnica de mapeamento com base na predição do mapa para a navegação de um robô de inspeção autônomo. A técnica desenvolvida consiste na realização dos seguintes passos: busca autônoma de características conhecidas, percepção do ambiente, estimativa do ambiente, predição das características, mapa por técnica de grade de ocupação e voxel, aplicação de grau de incerteza nas medições e planejamento de trajetória. Ao final desta etapa tem-se a predição do mapeamento completo do tanque a ser inspecionado, contendo as suas principais características físicas como centro, raio, placas e cordões de soldas. Este trabalho auxilia a tarefa de inspeção em vasos de pressão esféricos realizado por um robô autônomo fornecendo um mapa completo do ambiente, com a possibilidade de armazenar a posição de fissuras e outros problemas identificados durante a inspeção. / Spherical pressure vessels used for the storage of liquefied petroleum gas need to be periodically inspected in order to identify problems in their structure and to prevent future accidents. This work aims at the development of a mapping technique based on map prediction for the navigation of an autonomous inspection robot. The technique developed consists of the following steps: autonomous search of known characteristics, perception of the environment, estimation of the environment, prediction of the characteristics, creation of occupation grid filled by voxels, application of degree of uncertainty in measurements and path planning. In the end, it is predicted the complete mapping of the tank to be inspected, containing its main physical characteristics, such as center, radius, plates and weld bead. This work assists the task of inspection in spherical pressure vessels performed by an autonomous robot providing a complete map of the environment, with the possibility of storing the position of fissures and other problems identified during the inspection.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As reservas brasileiras de petróleo e gás natural apresentarão um significativo crescimento a partir do desenvolvimento das reservas da camada do pré-sal. Segundo estimativas elaboradas pela EPE e pela EIA, nos próximos vinte anos, haverá um quadro de grande oferta de gás natural no país, com a oferta excedendo a demanda. Como o segmento de transporte do gás natural tem grande importância na formação do custo desse energético, uma tecnologia de transporte menos onerosa irá proporcionar um cenário mais vantajoso para a entrada do gás no mercado. A presente dissertação analisa duas tecnologias disponíveis para escoamento do gás natural da camada pré-sal gasoduto submarino e gás natural liquefeito embarcado e as possibilidades de utilização no mercado interno ou para ser exportado. De acordo com dados da Petrobras, foram utilizadas três rotas para escoar o gás do pré-sal. A metodologia Valor Presente Líquido (VPL) foi utilizada para analisar qual dos investimentos em transporte é mais viável economicamente. Os resultados mostraram que de acordo com as perspectivas de produção do gás natural no horizonte de tempo analisado as duas tecnologias serão viáveis, com o transporte por gasodutos a alternativa mais viável economicamente. / The Brazilian reserves of oil and natural gas will present a significant growth from the development of the reserves of the pre-salt layer. According to estimates prepared by the EPE and the EIA, the next twenty years, the supply of natural gas will exceed demand. As the transportation sector natural gas has great importance in the formation of the cost of energy, a less costly transport technology will provide a more advantageous to enter the gas market. This dissertation examines two technologies available to transport the gas from the pre-salt layer - offshore pipeline and liquefied natural gas shipped - and the possibilities of using the domestic market or for export. According to data from Petrobras, three routes were used to drain the gas from the pre-salt. The methodology Net Present Value (NPV) was used to analyze which of the investments in transport is more economically viable. The results showed that according to the outlook for natural gas production in the time horizon analyzed the two technologies will be feasible to transport by pipeline economically the most viable alternative.

A experiência do mundo desenvolvido mostra que o crescimento econômico de um país sempre requer uma grande disponibilidade de capacidade de produção própria de energia, a preços de mercado competitivos e atraentes. A estabilidade de relações comerciais, definidas por uma regulação transparente e objetiva, adiversidade de fontes supridoras e a existência de políticas de governo que incentivemo desenvolvimento sustentável do mercado consumidor são requisitos imprescindíveis à captação de novos investidores para o setor energético. Não obstante o incremento recente do percentual de gás natural na matriz energética nacional e a perspectiva mundial de aumento do uso deste combustível, alguns desafios ainda se interpõem ao efetivo crescimento da participação do gás natural no mercado energético nacional. Itens críticos para a expansão do uso do gás natural no Brasil, tais como a realização de grandes investimentos em infraestrutura de produção, transporte e distribuição, a exploração das principais reservas de hidrocarbonetos, a redução das incertezas com relação à evolução da demanda por gás no mercado industrial e termelétrico, aliados aos grandes desafios tecnológicos para produção do pré-sal brasileiro geram grandes riscos ao retorno de investimentos no setor, causando postergações ao desenvolvimento de novas áreas de produção e à expansão da demanda de gás. O objetivo deste trabalho é apresentar uma visão ampla do mercado brasileiro de gás natural, baseada emcenários possíveis e desafios futuros à expansão da utilização do gás no país, desenvolvidos a partir da análise de levantamento de dados de produção e consumo e do atual estágio da evolução da indústria gasífera brasileira. Este trabalho apresenta também um conjunto de proposições como objetivo de mitigar as dificuldades citadas e alavancar o desenvolvimento do mercado de gás no Brasi

ANP; FINEP; CAPES; PETROBRAS; MCTI; / Vasos de pressão esféricos usados para armazenar gás liquefeito de petróleo necessitam ser inspecionados periodicamente a fim de identificar problemas em sua estrutura e evitar futuros acidentes. Este trabalho visa desenvolver uma técnica de mapeamento com base na predição do mapa para a navegação de um robô de inspeção autônomo. A técnica desenvolvida consiste na realização dos seguintes passos: busca autônoma de características conhecidas, percepção do ambiente, estimativa do ambiente, predição das características, mapa por técnica de grade de ocupação e voxel, aplicação de grau de incerteza nas medições e planejamento de trajetória. Ao final desta etapa tem-se a predição do mapeamento completo do tanque a ser inspecionado, contendo as suas principais características físicas como centro, raio, placas e cordões de soldas. Este trabalho auxilia a tarefa de inspeção em vasos de pressão esféricos realizado por um robô autônomo fornecendo um mapa completo do ambiente, com a possibilidade de armazenar a posição de fissuras e outros problemas identificados durante a inspeção. / Spherical pressure vessels used for the storage of liquefied petroleum gas need to be periodically inspected in order to identify problems in their structure and to prevent future accidents. This work aims at the development of a mapping technique based on map prediction for the navigation of an autonomous inspection robot. The technique developed consists of the following steps: autonomous search of known characteristics, perception of the environment, estimation of the environment, prediction of the characteristics, creation of occupation grid filled by voxels, application of degree of uncertainty in measurements and path planning. In the end, it is predicted the complete mapping of the tank to be inspected, containing its main physical characteristics, such as center, radius, plates and weld bead. This work assists the task of inspection in spherical pressure vessels performed by an autonomous robot providing a complete map of the environment, with the possibility of storing the position of fissures and other problems identified during the inspection.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As reservas brasileiras de petróleo e gás natural apresentarão um significativo crescimento a partir do desenvolvimento das reservas da camada do pré-sal. Segundo estimativas elaboradas pela EPE e pela EIA, nos próximos vinte anos, haverá um quadro de grande oferta de gás natural no país, com a oferta excedendo a demanda. Como o segmento de transporte do gás natural tem grande importância na formação do custo desse energético, uma tecnologia de transporte menos onerosa irá proporcionar um cenário mais vantajoso para a entrada do gás no mercado. A presente dissertação analisa duas tecnologias disponíveis para escoamento do gás natural da camada pré-sal gasoduto submarino e gás natural liquefeito embarcado e as possibilidades de utilização no mercado interno ou para ser exportado. De acordo com dados da Petrobras, foram utilizadas três rotas para escoar o gás do pré-sal. A metodologia Valor Presente Líquido (VPL) foi utilizada para analisar qual dos investimentos em transporte é mais viável economicamente. Os resultados mostraram que de acordo com as perspectivas de produção do gás natural no horizonte de tempo analisado as duas tecnologias serão viáveis, com o transporte por gasodutos a alternativa mais viável economicamente. / The Brazilian reserves of oil and natural gas will present a significant growth from the development of the reserves of the pre-salt layer. According to estimates prepared by the EPE and the EIA, the next twenty years, the supply of natural gas will exceed demand. As the transportation sector natural gas has great importance in the formation of the cost of energy, a less costly transport technology will provide a more advantageous to enter the gas market. This dissertation examines two technologies available to transport the gas from the pre-salt layer - offshore pipeline and liquefied natural gas shipped - and the possibilities of using the domestic market or for export. According to data from Petrobras, three routes were used to drain the gas from the pre-salt. The methodology Net Present Value (NPV) was used to analyze which of the investments in transport is more economically viable. The results showed that according to the outlook for natural gas production in the time horizon analyzed the two technologies will be feasible to transport by pipeline economically the most viable alternative.

A experiência do mundo desenvolvido mostra que o crescimento econômico de um país sempre requer uma grande disponibilidade de capacidade de produção própria de energia, a preços de mercado competitivos e atraentes. A estabilidade de relações comerciais, definidas por uma regulação transparente e objetiva, adiversidade de fontes supridoras e a existência de políticas de governo que incentivemo desenvolvimento sustentável do mercado consumidor são requisitos imprescindíveis à captação de novos investidores para o setor energético. Não obstante o incremento recente do percentual de gás natural na matriz energética nacional e a perspectiva mundial de aumento do uso deste combustível, alguns desafios ainda se interpõem ao efetivo crescimento da participação do gás natural no mercado energético nacional. Itens críticos para a expansão do uso do gás natural no Brasil, tais como a realização de grandes investimentos em infraestrutura de produção, transporte e distribuição, a exploração das principais reservas de hidrocarbonetos, a redução das incertezas com relação à evolução da demanda por gás no mercado industrial e termelétrico, aliados aos grandes desafios tecnológicos para produção do pré-sal brasileiro geram grandes riscos ao retorno de investimentos no setor, causando postergações ao desenvolvimento de novas áreas de produção e à expansão da demanda de gás. O objetivo deste trabalho é apresentar uma visão ampla do mercado brasileiro de gás natural, baseada emcenários possíveis e desafios futuros à expansão da utilização do gás no país, desenvolvidos a partir da análise de levantamento de dados de produção e consumo e do atual estágio da evolução da indústria gasífera brasileira. Este trabalho apresenta também um conjunto de proposições como objetivo de mitigar as dificuldades citadas e alavancar o desenvolvimento do mercado de gás no Brasi