Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Predição do teor de óleos e graxas em água produzida em uma plataforma de petróleo, utilizando redes neurais artificiais
Autor(es): SANTOS, Deyvid Martins
Primeiro Orientador: BALESTRASSI, Pedro Paulo
metadata.dc.contributor.advisor-co1: ORLANDO JÚNIOR, Aloisio Euclides
Resumo: A utilização de análises físico-químicas em processos industriais é uma realidade dissociável para a indústria contemporânea. Determinações dessa natureza são eficientes e necessárias para verificação da qualidade de produção, na criação de padrões consistentes e na promoção da segurança. Além disso, as empresas comprometidas com a sustentabilidade procuram minimizar ao máximo seu impacto no meio ambiente, no que diz respeito a emissão de agentes poluentes e alterações que possam alterar a dinâmica do local na qual estão inseridas. É responsabilidade das autoridades governamentais regulamentar as ações relacionadas à preservação do meio ambiente, com o intuito de harmonizar práticas e garantir a minimização do impacto ambiental mencionado. Em 8 de agosto de 2007, foi regulamentada a resolução CONAMA n° 393. Que dispõe sobre o descarte contínuo de água de processo ou de produção em plataformas marítimas de petróleo e gás natural. O artigo 5° resolve: O descarte de água produzida deverá obedecer à concentração média aritmética simples mensal de óleos e graxas (TOG) de até 29 mg/L, com valor máximo diário de 42 mg/L. (CONAMA, 2007). Este trabalho teve como objetivo central desenvolver um método preditivo para estimar os valores de TOG, utilizando variáveis de processo de uma planta de tratamento de petróleo e medições online de TOG. O estudo foi dividido em etapas que contemplaram a obtenção e seleção de variáveis, análise e validação da base de dados, definição de limites para classificação de TOG, balanceamento dos dados e modelagem preditiva. Inicialmente, foi realizada a seleção das variáveis mais relevantes com o apoio de especialistas, garantindo que o modelo considerasse parâmetros pertinentes ao processo. A base de dados passou por uma análise exploratória detalhada para tratamento de inconsistências e validação do comportamento das variáveis em relação ao TOG gravimétrico. Na sequência, limites foram definidos para criação de classes binárias (enquadrado/desenquadrado), e técnicas de balanceamento foram aplicadas para assegurar um conjunto de dados consistente. A modelagem preditiva utilizou redes neurais artificiais, resultando em um modelo robusto, com precisão de 97,3%, validado por métricas estatísticas e testes de generalização. Como principais contribuições deste presente trabalho, destaca-se a identificação das variáveis de maior impacto no processo e a proposta de uma estratégia alternativa baseada em ciência de dados para monitoramento do TOG. Além disso, o trabalho reforça a importância da transformação digital na otimização de processos produtivos e na promoção de práticas sustentáveis.
Abstract: The use of physicochemical analyses in industrial processes is an inseparable reality for the contemporary industry. Such determinations are efficient and necessary for verifying production quality, establishing consistent standards, and promoting safety. Furthermore, companies committed to sustainability strive to minimize their environmental impact, particularly concerning the emission of pollutants and changes that could alter the dynamics of the ecosystems where they operate. It is the responsibility of government authorities to regulate actions related to environmental preservation, aiming to harmonize practices and ensure the minimization of the mentioned environmental impacts. On August 8, 2007, CONAMA Resolution No. 393 was enacted, addressing the continuous discharge of process or production water in offshore oil and natural gas platforms. Article 5 stipulates: "The discharge of produced water must comply with a simple monthly arithmetic mean concentration of oils and greases (TOG) of up to 29 mg/L, with a maximum daily value of 42 mg/L." (CONAMA, 2007). The central objective of this study was to develop a predictive method for estimating TOG values, using process variables from an oil treatment plant and online TOG measurements. The study was divided into stages encompassing data acquisition and variable selection, database analysis and validation, definition of TOG classification limits, data balancing, and predictive modeling. Initially, the selection of the most relevant variables was carried out with the support of specialists, ensuring that the model accounted for parameters pertinent to the process. The database underwent a detailed exploratory analysis to address inconsistencies and validate the behavior of the variables concerning gravimetric TOG. Subsequently, limits were defined to create binary classes (compliant/non-compliant), and balancing techniques were applied to ensure a consistent dataset. The predictive modeling employed artificial neural networks, resulting in a robust model with 97.3% accuracy, validated through statistical metrics and generalization tests. The main contributions of this study include identifying the variables with the greatest impact on the process and proposing an alternative strategy based on data science for TOG monitoring. Additionally, the study emphasizes the importance of digital transformation in optimizing production processes and promoting sustainable practices.
Palavras-chave: Teor de óleos e graxas
Redes neurais
Variáveis de processo
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEPG - Instituto de Engenharia de Produção e Gestão
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia de Produção
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4198
Data do documento: 27-Ago-2024
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