Tese sobre Tanqueamento de Combustível (Fregnani, 2007)

“Um modelo para minimização dos custos totais de abastecimento considerando as múltiplas escalas das aeronaves nas rotas de uma empresa aérea brasileira”

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICADIVISÃO DE ENGEHARIA DE INFRA-ESTRUTURA AERONÁUTICA

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTE AÉREO E AEROPORTOS (EIA-T)IT 500 - TESE

José Alexandre Tavares Guerreiro Fregnani

Mestrando

Profº.Dr. Anderson Ribeiro Correia

Orientador

Profº.Dr. Carlos Müller

Co-orientador

12/11/2007

IT-500 TESE

Roteiro

1. Introdução

2. Revisão Bibliográfica

3. Definições Gerais

4. Modelagem Matemática

5. Estudo de Caso

6. Parametrização

7. Aplicação Prática

8. Análise dos Resultados

9. Considerações Finais

10. Sugestões para Estudos Futuros

1.Introdução

1/46ROTEIRO / INTRO / REV BIBL / DEF / MOD / CASO / PARAM / APLIC / RESULT / CONSID / SUGESTÕES

Custos das Empresas Aéreas Brasileiras 2005

(Nacionais e Internacionais)

Combustível

32,89%

Câmbio

15,78%

Mão de Obra

13,91%

Outros

22,80%

Comercial

14,62%

Fote: ANAC. Anuaário estatístico do Transporte Aéreo 2005. Vol.2. Dados Econômicos.

Custos de combustível

• O consumo de combustível representa 20% ou mais sobre os custos diretos operacionais nas empresas aéreas (IATA [31])

• No Brasil é o maior custo, seguindo por custos de mão de obra, comerciais e câmbio.

• O ramo da aviação comercial tem como característica própria de se fazer presente em mercados extremamente competitivos e com baixas margens de lucro.

�As empresas aéreas que conseguirem gerenciar o consumo de combustível de forma eficiente apresentarão, sem dúvida, vantagens competitivas que poderão determinar sua sobrevivência.

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1.Introdução

Evolução dos Preços do Combustível de Aviação no Mundo


• O preço do barril de petróleo tem experimentado um dramático aumento desde o ano 2000.

• Observa-se um aumento de quase 4% ao mês no preço do barril de petróleo desde janeiro de 2002 até janeiro de 2006.

• Fatores de influência: esgotamento de recursos , natureza geopolítica, catástrofes naturais, etc...

�Estima-se que ao final de 2007 o preço do barril de petróleo possa atingir a marca dos US $90,00 caso tal tendência se mantenha.

Evolução de Preços Barril de Petróleo x Querosene de Aviação

Fonte:Airline Transport Association of America (ATA) / US Department of Transportation

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

AnoU

S$/

Bar

ril

JET A1

Óleo Cru

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Evolução do Preço do JET A1 (1986 - 2006)Vôos Programados nos Estados Unidos

Fonte: US Department of Transportation (DOT)

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

jan/

86

jan/

87

jan/

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89

jan/

90

jan/

91

jan/

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jan/

00

jan/

01

jan/

02

jan/

03

jan/

04

jan/

05

jan/

06

AnoU

S$/

Gal

1.Introdução

• A Petrobrás produz aproximadamente 85% do volume de QAV comercializado no Brasil

• Os 15% restantes são importados e destinados aos portos das regiões Norte e Nordeste.

• O mercado consumidor está fortemente concentrado na Região Sudeste (58% das vendas)

• Petrobrás continuou determinando os níveis de preço deste tipo de combustível, em condição monopolista.

• Preços sujeitos também sujeitos à variação mundial do preço do barril de petróleo.

Sul6%

Norte9%

Sudeste58%

Nordeste16%

Centro-Oeste11%

��

��

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��

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Preços do Combustível de Aviação no Brasil


Refinarias Produtoras de QAV no Brasil

Distribuição Geográfica do Consumo de QAV no Brasil

. Fonte: Petrobrás

. Fonte: Petrobrás

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Preços do Combustível de Aviação no Brasil

• As empresas aéreas consomem quantidades proporcionais ao tamanho de suas malhas aéreas sejam quais forem os preços praticados (preço inelástico).

• Negociam diretamente, e de forma sigilosa, com as distribuidoras, que ditam os preços de forma absoluta.

• A estratégia de abastecimento no Brasil é vinculada essencialmente à variação do ICMS entre estados.

• O ICMS varia de 4% a 25% ao longo dos estados brasileiros.

Estado Alíquota Estado Alíquota

Acre 25% Paraíba 17%

Alagoas 17% Paraná (*) 17%

Amapá 25% Pernambuco 25%

Amazonas (*) 25% Piauí 25%

Bahia (*) 17% Rio de Janeiro (*) 4%

Ceará (*) 25% Rio Grande do Norte 25%

Espírito Santo 25% Rio Grande do Sul (*) 25%

Goiás 15% Rondônia 25%

Maranhão 25% Roraima 25%

Mato Grosso 25% Santa Catarina 25%

Mato Grosso do Sul 17% São Paulo (*) 25%

Minas Gerais (*) 25% Sergipe 25%

Minas Gerais (Confins) 4% Tocantins 14%

Pará 17% MÉDIA 20,89%

(*) = Estados onde há presença de refinarias

Alíquotas de ICMS sobre o querosene de aviação.

Fonte: Jornal O Povo 02/08/2007

1.Introdução

• Consumo por etapa: 2207 kg

1% do consumo ~ 22 kg

• Etapas / ano = 6x6x52 = 1872

• Exemplo : Embraer 170LR

• Load Factor médio: 70%

• Peso de Descolagem : 32537 kg

• Utilização : 6 etapas por dia / 6 dias por semana / 52 semanas

• Custo de combustível : US$ 2,00 US$/Gal (US$0.66/kg)

• Aeroporto alternado distante 200NM do destino.

• Reservas segundo RBHA 121.645

500NM / 01:17h

Condições Meteorológicas: ISA/Vento Calmo.

Altitude ótima de cruzeiro (FL350)

Cruzeiro

Mach 0.78

Subida

270KIAS/M0.70

Descida

290KIAS/M0.77

Nível do Mar Nível do Mar

Para uma frota de 20 aeronaves:

US$ 543.628,80 ao ano !

Economia anual por aeronave:41184 kg = US$ 27.181,44

Quanto representa a redução de 1% no consumo de combustível ?


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1.Introdução

Economia de Combustível nas Empresas Aéreas


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• Procedimentos operacionais com foco em conservação de combustível são de fácil execução e não envolvem grandes investimentos.

• Na maioria das vezes concentram-se apenas no treinamento de pilotos e despachantes operacionais.1% de economia de combustível pode ser facilmente atingida através de práticas operacionais coerentes.Exemplos:

• Adotar velocidades econômicas em todas as fases do vôo (COST INDEX).

• Selecionar altitudes ótimas de cruzeiro (máximo alcance específico).

• Na medida do possível, efetuar navegação direta entre origem e destino.

• Outras...

• A literatura prevê que reduções substanciais no consumo podem ser obtidos através da técnica operacional chamada de “Tanqueamento de Combustível” ou “Abastecimento Econômico”.

Procedimento de tanqueamento de combustível

A B C

Preço Comb

US$1,00 / Gal

Preço Comb

US $1,10 / Gal

• Variações de preço ,falta de abastecedor ou motivos contratuais podem requererabastecer-se mais combustível nas localidades de origem do que mínimo requerido regulamentar para cada etapa.

• Existe um consumo adicional devido ao aumento de peso de decolagem através desta estratégia.

• O custo de transporte deste combustível extra deve ser levado em conta.

Seria viável efetuar o tanqueamento de combustível a partir da localidade “A”?

1.Introdução


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1.Introdução

Procedimento para tanqueamento de combustível

• Geralmente as empresas aéreas analisam a viabilidade econômica de transporte de combustível etapa por etapa, para cada aeronave.

• Não existe a análise da rede como um todo. Abatece-se mais, a priori, onde o combustível é mais barato, analisando-se pares de aeroportos ao longo da programação.

• Programa-se abastecer a aeronave na origem com tal quantidade de combustível de modo que o combustível remanescente no destino seja exatamente o combustível regulamentar para a próxima etapa

A

REMB= FOBA-TRIPAB= MFOBBC

B C

REM B = Combustível remanescente em B.

FOB A = Combustível abastecido em A.

TRIP AB = Consumo previsto de A para B.

MFOB BC = Combustível Mínimo Regulamentar (*) de B para C.


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• Abdelghany et. al [1], obtém economias da ordem de 0,5% a 2% ao longo de uma malha de vôos quando analisando trechos isolados e utilizando-se sistemas automatizados de despacho.

1.Introdução

Objetivos da Tese

1. Elaborar um modelo de programação linear que minimize o custo de abastecimento total de uma malha de vôos típica de uma empresa aérea doméstica, para um único modelo de aeronave. O modelo deve ser capaz de:

• Determinar a viabilidade de se abastecer acima do combustível mínimo regulamentar requerido em determinadas etapas de acordo com o preço de combustível informado em cada localidade ao longo da programação das aeronaves.

• Gerar a previsão da quantidade de combustível a abastecer em cada localidade.

2. Verificar o ganho potencial em relação à metodologia de abastecimento convencional (mínimo regulamentar em todas as etapas).

3. Confrontar o resultado obtido com as previsões de ganho econômico previstos na literatura.

4. Verificar o impacto ambiental (emissão de poluentes) adicional quando se adota tal procedimento.


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2.Revisão Bibliográfica

Procedimento sugerido por um Fabricante de AeronavesEMBRAER [19]

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• Análise de viabilidade econômica para tanqueamento de combustível em uma única etapa.

• Calcula-se o coeficiente de ajuste percentual de consumo de combustível (Fator f ou Fuel Surplus ) em função do tamanho da etapa,velocidade, vento e altitude de cruzeiro.

• Calcula-se Pdeq (preço break even) a partir de f e do preço de combustível na origem (Po).

• Se o preço do combustível no destino (Pd) for maior que Pdeq é viável o tanqueamento de combustível na localidade de origem.

O Fator f representa o consumo adicional por cada kg carregado a mais na aeronave. )1( f

PPd

oeq

−

=

FUEL SURPLUS - LONG RANGE CRUISE EMBRAER 190/ALL ENGINES TYPES

0.0%

1.0%

2.0%

3.0%

4.0%

5.0%

6.0%

7.0%

8.0%

9.0%

10.0%

11.0%

12.0%

13.0%

14.0%

15.0%

FU

EL

SU

RP

LU

S (%

)

-100-80-60-40-20

020406080

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

DISTANCE (NAM)

CR

Z W

IND

(kt

)

25000 ft AND

BELLOW

26000/35000 ft

36000 ft AND ABOVE

REF.LINE

FUEL SURPLUS - LONG RANGE CRUISE EMBRAER 190/ALL ENGINES TYPES

0.0%

1.0%

2.0%

3.0%

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FU

EL

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LU

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)

-100-80-60-40-20

020406080

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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

DISTANCE (NAM)

CR

Z W

IND

(kt

)

25000 ft AND

BELLOW

26000/35000 ft

36000 ft AND ABOVE

REF.LINE

BELOW


Outras Referências

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• Saboya [39]� Análise de viabilidade econômica para tanqueamento de combustível em uma única etapa.� Metodologia para determinação do Fator f, em função de altitude e distância.

• Padilla [37]� Sugere analisar graficamente áreas abaixo da curva de Consumo Específico x Peso.� Curvas de Alcance Integrado dos Manuais de Operações.

• Stroup e Lackey [41]� Primeiro modelo de Programação Linear;� Considera: diferencial de preços e restrições de fornecimento (por localidade e fornecedor);� Fator f constante.

• Darnell e Loflin [16]� Modelo de Programação Linear� Considera: diferencial de preços e disponibilidade de fornecimento.� Trechos de uma malha de vôos de uma empresa aérea, obtendo ganhos de 3%.� Fator f constante.


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• Teodorovic [43]� Modelo de rede simples.� Considera: diferencial de preços e restrições Peso Máximo de Decolagem e Pouso;� Analisa programação de uma única aeronave em 18 etapas, obtendo ganhos de 2,06%;� Fator f constante.

• Diaz [17]� Modelo de rede generalizada.� Considera: diferencial de preços e combustível comprado de um único fornecedor.� Fator f constante.

• Stroup e Wollmer [42]� Modelo de Programação Linear, transformado em um Modelo de Redes;� Considerando diferencial de preços e restrições de fornecedores→ Rede Generalizada; � Considerando diferencial de preços, sem restrição de fornecedores → Rede Simples; � Analisam programação de uma única aeronave em 10 etapas. Obtém ganhos de 5.69%.� Fator f constante.


Outras Referências

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Outras Referências

• Zouhein et. al [44]

� Modelo de Programação Linear.� Malha de vôos completa e 6 tipos de aeronaves.� Consideram: diferencial de preços,PMD,PMP, Máxima Capacidade nos Tanques e Combustível Mínimo.� Consumo Linear com Peso → Fator f médio para cada trecho.� Obtém ganhos de 10% ( horizonte mensal).

• Abdelghany et.al [1]

� Modelo de Programação Linear.� Introduzem os custos de manutenção no modelo.� Consideram: diferencial de preços e limitações de PMP e PMD.� Estudam 8 etapas de uma única aeronave (de 200NM a 800NM).� Cenários: múltiplo abastecimento e trecho a trecho.� Fator f constante ( análise ára 5%,10% e 20%).� Ganhos de 0.5% (trecho a trecho) e 3% (múltiplo abastecimento).

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Comentários sobre os modelos existentes


1. Todos os autores consideram incremento de consumo, devido ao acréscimo de peso de decolagem, como variável a ser considerada nos modelos de escolha.

2. O acréscimo de consumo é sempre modelado de forma linear, multiplicando-se o acréscimo de peso pelo Fator f, expresso geralmente sob forma percentual. É assumido constante pela maioria dos autores pesquisados.

3. Até hoje não houve preocupação em se determinar o acréscimo de consumo em função de outras variáveis tais como: distância, peso, altitude de cruzeiro, condições atmosféricas, além da configuração aeronave/motor.

4. A maioria dos modelos é validado em programações de uma única aeronave (exceção à Zouein et.al (2002)).Faltam estudos analisando-se malhas de vôos completas.

5. Não há menção a restrições por Peso Máximo por Desempenho ou Limitantes de Pavimento.

6. Não há referências para impactos ambientais resultantes do consumo adicional de combustível.

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3. Definições


Algumas definições Importantes

•Combustível Mínimo Regulamentar (MFOB)

MFOB = A + C + B + D

A = Consumo da origem para o destino.

B = Consumo para 10% do tempo de vôo da origem p/ destino.

C = Consumo do destino para o alternado.

D = Consumo de 30 min de espera a 1500 ft sobre o alternado.

Fonte: RBHA 121.645

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3. Definições



•Fator de ajuste de consumo de combustível (Fator f)

)0(

)0(

FOBFOB

TRIPTRIP

dW

dWff

−

−≈=

Onde:

Wf = Combustível Consumido.W = Peso.TRIP = Consumo da Etapa.TRIP0 = Consumo Mínimo da Etapa FOB = Combustível Total a Bordo.MFOB0 = Combustível Mínimo Regulamentar

Representa o consumo adicional por cada kg carregado adicionalmente na aeronave.

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3. Definições


Máximo Estrutural de

Decolagem

(PMED)

Limitante de Pavimento (PCN)

LIMITANTES DE DESEMPENHO

- Comprimento de pista

- Obstáculos

- Cap.Subida (Climb Limit)

- Max Energia de Freios (Max.Bakes Energy)

- Max. Velocidade e roda (Tire speed limit)

Máximo Estrutural de

Pouso

(PMEP)

Limitante de Pavimento (PCN)

LIMITANTES DE DESEMPENHO

- Comprimento de pista

- Cap.Subida em config.aprox (App Climb)

- Cap.Subida em config.pouso (Land Cimb)

- Max Energia de Freios (Max.Bakes Energy)

- Max. Velocidade e roda (Tire speed limit)

PMD

PMP

•Pesos Máximos de Decolagem (PMD) e Pouso (PMP)


Modelo: Hipóteses Básicas

1. Existe um único fornecedor de combustível, determinado contratualmente em cada localidade.

2. Não há restrições de volume total de combustível comprado ao longo da malha de vôos para um determinado fornecedor.

3. Não há restrições de capacidade de fornecimento de combustível para atender a todas as aeronaves que passem em cada localidade.

4. Como conseqüência:

� O abastecimento de cada aeronave não interfere no abastecimento das outras ao longo da malha de vôos.

� Tratamento de cada aeronave separadamente em sua programação.

� O custo de abastecimento total da malha de vôos será a somatória dos custos de abastecimento de cada aeronave.

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• Modelo de Programação Linear para minimização total do custo total de abastecimento ao longo de N-1 etapas ( N localidades) na programação de cada aeronave.

• Variável de decisão : quantidade de combustível a se abastecer (kg) em cada localidade, representada por Xi ( i=1..N-1).

• Restrições a serem obedecidas:1. PMD não deve ser excedido em cada localidade.2. PMP não deve ser excedido em cada localidade.3. Capacidade Máxima de Combustível (MAXF) da aeronave não deve ser excedida.4. Combustível abastecido não deve ser inferior ao mínimo regulamentar (MFOB0)5. Combustível remanescente no destino não deve ser inferior ao combustível mínimo

definido pela política operacional da empresa (MINF).

Modelo: Equacionamento4. Modelagem Matemática

trecho 1 trecho 2 trecho N-2 trecho N-1

Localidade 1P1

Localidade 2P2

Localidade N-1PN-1

Localidade NPN

Localidade iPi


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Min Z = Σ Pi*Xi para i = 1,...,N-1 Sujeito a: Restrição de peso Máximo de Decolagem (PMD):

PZCi + FOBi ≤ PMDi para i = 1,..,N-1 Restrição de Peso Máximo de Pouso (PMP):

PDi – TRIPi ≤ PMPi para i = 1,..,N-1 Restrição de máxima capacidade de combustível:

REM i + Xi ≤ MAXF para i = 1,...,N-1 Restrição de combustível regulamentar mínimo para a etapa i:

REM i + Xi ≥ FOB0i para i = 1,...,N-1 Restrição de combustível remanescente mínimo no destino:

FOBi-1 – TRIPi-1 ≥ MINFi para i = 2,..,N Ajuste de consumo pelo fator f:

TRIPi = fi*REMi + fi*Xi + TRIP0i-fi*FOB0i para i = 1,...,N-1 Definição de combustível a bordo na localidade de origem

FOBi = REMi + Xi para i = 1,...,N-1 Definição do combustível remanescente no destino:

REMi = FOBi-1 – TRIPi-1 para i = 1,...,N-1 Positividade de abastecimento:

Xi≥0 para i = 1,...,N-1

Min Z = Σ Pi*Xi para i = 1,...,N-1 Sujeito a: Restrição de peso Máximo de Decolagem (PMD):

PZCi + FOBi ≤ PMDi para i = 1,..,N-1 Restrição de Peso Máximo de Pouso (PMP):

PDi – TRIPi ≤ PMPi para i = 1,..,N-1 Restrição de máxima capacidade de combustível:

REM i + Xi ≤ MAXF para i = 1,...,N-1 Restrição de combustível regulamentar mínimo para a etapa i:

REM i + Xi ≥ FOB0i para i = 1,...,N-1 Restrição de combustível remanescente mínimo no destino:

FOBi-1 – TRIPi-1 ≥ MINFi para i = 2,..,N Ajuste de consumo pelo fator f:

TRIPi = fi*REMi + fi*Xi + TRIP0i-fi*FOB0i para i = 1,...,N-1 Definição de combustível a bordo na localidade de origem

FOBi = REMi + Xi para i = 1,...,N-1 Definição do combustível remanescente no destino:

REMi = FOBi-1 – TRIPi-1 para i = 1,...,N-1 Positividade de abastecimento:

Xi≥0 para i = 1,...,N-1

fi

Constante de Ajuste de Combustível.

≈ (TRIPi – TRP0i)/(FOBi-FOB0i)

FOB0iCombustível regulamentar mínimo no trecho i(segundo o RBHA 121.645) [kg].

FOBi Combustível total a bordo no trecho i [kg]

MAXFMáxima Capacidade de Combustível nos tanques [kg].

MINFiCombustível remanescente mínimo do trecho i [kg].

PDi Peso de decolagem no trecho i em [kg].

PiPreço do combustível no aeroporto de origem no trecho i [US$/kg].

PMDi Peso Máximo Estrutural de Decolagem [kg].

PMPi Peso Máximo Estrutural de Pouso [kg].

PMZCi Peso Máximo Zero Combustível [kg].

PPi Peso de Pouso no trecho i [kg].

PZCi Peso Zero Combustível no trecho i [kg].

REMiCombustível remanescente após o pouso no trecho i [kg].

TRIP0iConsumo da etapa i com combustível mínimo regulamentar [kg].

TRIPi Consumo da etapa no trecho i [kg].

dW

dWffi =

Modelo: Equacionamento


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Modelo: Comentários

• Número de restrições é função do Número de Localidades servidas (N) → Nr = 5 x (N-1)4 etapas (5 localidades) → 20 restrições.12 etapas (13 localidades) → 60 restrições.

• Complexidade : - Parâmetros das restrições são combinações lineares das variáveis das etapas anteriores- Caráter recursivo (Figura 8, Pg.43).

• SIMPLEX :- Algoritmo Heurístico ( Dantzig [15] ) para resolução de Problemas de P.L.- Amplamente usado na indústria. Facilmente programável.- Convergência pode não acontecer em problemas com muitos graus de liberdade, devido à maior ocorrência de soluções degeneradas. - Feofiloff [27]: se houver convergência são estimadas 2N-1 interações com 4.N.M operações cada.

→ 11.796.480 operações para 12 etapas !

• CPLEX: Desenvolvido para convergência de problemas de grande escala ( Bixby [5] ).→ Incorporado no AIMMS ( Advanced Integrated Multidimensional Modeling Sofware)


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Metodologia Proposta

• A partir de:

� Uma malha de vôos fornecida por uma empresa aérea comercial e as respectivasprogramações semanais de suas aeronaves:

� 8 aeronaves com programação de segunda a domingo.� 355 trechos no total.

� E sua tabela de preços de combustível e abastecedores cedidos pela empresa.

•Utilizamos o modelo proposto para determinar o abastecimento ótimo em todas as etapas:� Resolução através do Software AIMMS.

� Aeronave: Embraer 190LR.

� Resultados serão extrapolados para os períodos de um mês e de um ano.

• Desgaste de freios, pneus e uso de reversores não considerado.

5. Estudo de Caso


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IT-500 TESE5. Estudo de Caso

Aeronave Utilizada

• Motores: GE CF3410-E6A1, Flat rate ISA+20 / Máxima Tração @ SL,ISA = 18500Lb.• Configuração : 108 PAX• Velocidade “Long Range Cruise” ~ M0.78• MMO/VMO = M0.82 / 320 KIAS

Decolagem (PMED) 50300 kgPouso (PMEP) 43000 kgZero Combustível (PMEZC) 40800 kgCapacidade Máxima de Combustível 13000 kgPeso Básico Operacional (PBO) 27400 kg

Pesos

Fonte: Embraer [18]

CARGA PAGA X ALCANCEEmbraer 190LR - Motor CF34-10E6A1

0100020003000400050006000700080009000

1000011000120001300014000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Alcance (NM)

Car

ga

Pag

a (K

g)

RESERVAS 100 NM

+ 45 min FL370ISALONG RANGE CRUISE

108 PAX @ 100 kg

1780 NM


Embraer 190 LR

Carga Paga Máxima = 13400 kg

Malha de Vôos e Preços de Combustível

DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARAFOR REC GIG GRU GIG CGH CGH CWB CGH POA PNZ REC SSA AJU XAP CGH

REC MCZ GRU GIG CGH GIG CWB POA POA CGH REC SSA AJU MCZ CGH BSBMCZ AJU GIG BSB GIG SSA POA CWB CGH SSA SSA BSB MCZ REC BSB CGHAJU SSA BSB SSA SSA FOR CWB CGH SSA CGH BSB GIG REC GRU CGH POA

SSA GRU SSA REC FOR JDO CGH XAP CGH GIG GIG BSB GRU POA POA CGH

GRU CWB REC PNZ JDO FOR BSB GIG POA GRUCWB GRU FOR SSA GRU REC

GRU SSA SSA GIG REC MCZ

SSA AJU GIG CGH MCZ AJU

AJU MCZ AJU SSAMCZ REC

REC FORFOR REC PNZ REC CGH CWB XAP CGH GIG CGH GIG GRU SSA AJU CGH POA

REC MCZ REC SSA CWB POA CGH SSA CGH GIG GRU GIG AJU MCZ POA CGH

MCZ AJU SSA BSB POA CWB SSA CGH GIG SSA GIG BSB MCZ REC CGH XAP

AJU SSA BSB SSA CWB CGH CGH GIG SSA FOR BSB GIG REC GRUSSA GRU SSA REC CGH PFB FOR JDO GIG BSB GRU POA

GRU CWB REC PNZ PFB CGH JDO FOR BSB GIG POA GRU

CWB GRU CGH POA FOR SSA GIG GRU GRU REC

GRU SSA POA CGH SSA GIG REC MCZ



REC FOR

FOR REC PNZ REC CGH CWB GIG CGH CGH POA GRU GIG SSA AJU XAP CGH

REC MCZ REC SSA CWB POA CGH GIG POA CGH GIG BSB AJU MCZ CGH XAPMCZ AJU SSA BSB POA CWB GIG SSA CGH SSA BSB SSA MCZ RECAJU SSA BSB GIG CWB CGH SSA FOR SSA CGH SSA REC REC GRU

SSA GRU GIG BSB CGH CWB FOR JDO CGH GIG REC PNZ GRU POA

GRU CWB BSB GIG CWB CGH JDO FOR POA GRU

CWB GRU CGH POA FOR SSA GRU REC




REC FORFOR REC GIG CGH CGH CWB CGH POA GIG CGH PNZ REC SSA AJU XAP CGHREC MCZ CGH GIG CWB POA POA CGH CGH GIG REC SSA AJU MCZ CGH SSAMCZ AJU GIG SSA POA CWB CGH GIG GIG BSB SSA BSB MCZ REC SSA CGHAJU SSA SSA FOR CWB CGH BSB GIG BSB SSA REC GRUSSA GRU FOR JDO CGH PFB GIG BSB SSA REC GRU POA

GRU CWB JDO FOR PFB CGH BSB GIG REC PNZ POA GRUCWB GRU FOR SSA CGH POA GRU RECGRU SSA SSA GIG POA CGH REC MCZ



REC FOR

AERONAVE

3 4 5 61 2 7 8

QUI

DIA

SEG

TER

QUA

DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARA DE PARAFOR REC CGH POA CGH CWB GIG CGH GIG CGH PNZ REC SSA AJU XAP CGH

REC MCZ POA CGH CWB POA CGH GIG CGH GIG REC SSA AJU MCZ CGH XAPMCZ AJU CGH SSA POA CWB GIG SSA GIG BSB SSA BSB MCZ RECAJU SSA SSA CGH CWB CGH SSA FOR BSB GIG BSB SSA REC GRU

SSA GRU CGH GIG CGH PFB FOR JDO GIG BSB SSA REC GRU POA

GRU CWB PFB CGH JDO FOR BSB GIG REC PNZ POA GRUCWB GRU CGH POA FOR SSA GRU REC



AJU MCZ AJU SSAMCZ RECREC FORFOR REC GIG GRU CGH BPS PNZ REC SSA AJU XAP CGHREC MCZ GRU GIG BPS SSA REC SSA AJU MCZ CGH XAP

MCZ AJU SSA FOR MCZ REC

AJU SSA FOR JDO REC GRUSSA GRU JDO FOR GRU POA

GRU CWB FOR SSA POA GRU

CWB GRU SSA BPS

GRU SSA

SSA AJU

AJU MCZMCZ REC

REC FOR

FOR REC BPS CGH CGH PFB GIG GRU SSA REC GRU GIG XAP CGH

REC MCZ CGH BPS PFB CGH GRU POA REC PNZ CGH XAPMCZ AJU BPS SSA POA GRUAJU SSA SSA FOR GRU REC

SSA GRU FOR JDO REC MCZ

GRU CWB JDO FOR MCZ AJU

CWB GRU FOR SSA AJU SSA

GRU SSA SSA BPS

SSA AJU BPS CGH

AJU MCZMCZ RECREC FOR

DIA

AERONAVE

1 2 3 4 5 6

SEX

7 8

SAB

DOM

5. Estudo de Caso


IT-500 TESE

Preço Preço

(R$/Lt) (US$/Kg)

AJU Petrobrás (BR) 1,999 0,908BPS Shell 2,366 1,076BSB Petrobrás (BR) 1,836 0,834CGH Petrobrás (BR) 1,815 0,825CWB Petrobrás (BR) 1,6 0,727FOR Petrobrás (BR) 2,169 0,986GIG Petrobrás (BR) 1,298 0,59GRU Petrobrás (BR) 1,651 0,751JDO Petrobrás (BR) 2,358 1,072MCZ Petrobrás (BR) 2,005 0,911PFB Shell 2,664 1,211PNZ Petrobrás (BR) 2,171 0,987POA Petrobrás (BR) 1,864 0,847REC Petrobrás (BR) 1,751 0,796SSA Petrobrás (BR) 1,811 0,823XAP Shell 2,249 1,022

1,975 0,898

2,664 1,211

1,298 0,59ValorMínimo

Preços de Combustível

Cotaçao do Dólar: R$2,00 / 1,00 US$Densidade Média: 0.785 kg/l

Localidade Fornecedor

Média

Valor Máximo

Preço Preço

(R$/Lt) (US$/Kg)

AJU Petrobrás (BR) 1,999 0,908BPS Shell 2,366 1,076BSB Petrobrás (BR) 1,836 0,834CGH Petrobrás (BR) 1,815 0,825CWB Petrobrás (BR) 1,6 0,727FOR Petrobrás (BR) 2,169 0,986GIG Petrobrás (BR) 1,298 0,59GRU Petrobrás (BR) 1,651 0,751JDO Petrobrás (BR) 2,358 1,072MCZ Petrobrás (BR) 2,005 0,911PFB Shell 2,664 1,211PNZ Petrobrás (BR) 2,171 0,987POA Petrobrás (BR) 1,864 0,847REC Petrobrás (BR) 1,751 0,796SSA Petrobrás (BR) 1,811 0,823XAP Shell 2,249 1,022

1,975 0,898

2,664 1,211

1,298 0,59ValorMínimo

Preços de Combustível

Cotaçao do Dólar: R$2,00 / 1,00 US$Densidade Média: 0.785 kg/l

Localidade Fornecedor

Média

Valor Máximo

IT-500 TESE5. Estudo de Caso

Determinação do Consumo


EMBRAER 190 SIMPLIFIED FLIGHT PLANNINGTRIP FUEL

ALL ENGINE TYPESLONG RANGE CRUISE

-9000

-8500

-8000

-7500

-7000

-6500

-6000

-5500

-5000

-4500

-4000

-3500

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

10500

11000

11500

12000

12500

13000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

REF. LINE

REF. LINE

TRIP DISTANCE - NM

ISA CONDITION

BASED ON:250/290/M0.75 CLIMBM0.77/290/250 DESCENT

FU

EL

RE

QU

IRE

D -

kg

FL150 FL200 FL250 FL300

FL350

190AOM001 - 07OCT2005

WIN

D -

kt

HE

AD

TA

IL

60

30

0

30

60

LA

ND

ING

WE

IGH

T -

kg

40000

36000

44000

38000

42000

34000

FL370

Fonte: Embraer. [22]

• Determinado a partir do Gráfico de Planejamento de Rota Simplificado (Manual de Operações [22]) :

• Consumo é função da distância, peso de pouso, altitude e vento médio de cruzeiro.

• Aeroportos de destino e origem considerados ao nível do mar.

• Perfis de Velocidade assumidos:� Subida: 250/290KAS/Mach 0.75� Cruzeiro: Long Range Cruise. � Descida: Mach 0.75/290/250 KIAS

IT-500 TESE6. Parametrização

Dados de Entrada


Dados de Entrada: Informações dos Aeroportos

6.Parametrização


IT-500 TESE

• Dados Gerais / Características geométricas do AIP Brasil ou ROTAER

• Informações de obstáculos provenientes de um provedor de banco de dados terceirizado.

• Limite de Pavimento proveniente do Manual de Planejamento de Aeroportos da Aeronave [21].

6.Parametrização

Dados de Entrada: Análise de Desempenho de Decolagem e Pouso

• Os valores de limitantes de desempenho (PMDD e PMDP) foram obtidos através do Software de Análises de Pista do fabricante.

• Flape ótima para Decolagem (melhor payload) e Pouso (menor consumo).


IT-500 TESE

FLAPE PMDD FLAPE PMDP PMD PMP

ÓTIMO [kg] ÓTIMO [kg] [kg] [kg] [kg]

AJU 11 31 3 50300 Cap.Subida 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

BPS 10 30 4 49287 Cap.Subida 5 43000 PMEP 50300 49287 43000

BSB 11L 28 1 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

CGH 17R 26 3 44965 Obstáculos 5 43000 PMEP 50300 44965 43000

CWB 15 25 3 46971 Compr. Pista 5 43000 PMEP 50300 46971 43000

FOR 13 31 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

GIG 10 30 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

GRU 09L 28 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

JDO 13 31 4 47448 Compr. Pista 5 43000 PMEP 50300 47448 43000

MCZ 12 29 3 50198 Compr. Pista 5 43000 PMEP 50300 50198 43000

PFB 8 30 4 46105 Compr. Pista 5 42964 PMEP 49200 46105 42964

PNZ 13 30 3 50133 Compr. Pista 5 43000 Compr. Pista 50300 50133 43000

POA 11 30 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

REC 18 29 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

SSA 10 31 2 50300 PMED 5 43000 PMEP 50300 50300 43000

XAP 11 29 3 49413 Cap.Subida 5 43000 PMEP 49200 49200 43000

DECOLAGEM POUSO PCNLIMITANTES

LOCALIDADE TrefRWY

LIMITANTE DE DESEMPENHO

Limitante Limitante

Dados de Entrada

• Combustível Mínimo Regulamentar (MFOB0i) e Consumo sem tanqueamento (TRIP0i):

� Reservas: RBHA 121.645.� Alternado: distante em até 200 NM.� Altitudes de Cruzeiro: Melhor alcance específico, Máxima Altitude Operacional ou máxima permissível na aerovia.� Velocidades: Cruzeiro em LRC. Perfil de subida e descida econômicos.

• Ventos e temperaturas em rota: estatísticos anuais com 85% de significância.

• Carga Paga considerada em todos os trechos (8200 kg):

� Load Factor = 65% (70 PAX).� 500 kg de carga nos porões.� Pesos por PAX : 85 kg + 5 kg bagagem de mão+ 20 kg bagagem despachada.Total=110 kg.

• Combustível Remanescente Mínimo: MINFi = 2000 kg.

• Combustível Remanescente no primeiro trecho: REM1 = 2000 kg.

6.ParametrizaçãoIT-500 TESE


Dados de Entrada: Análise de Rota

IT-500 TESE6.Parametrização


• Os dados de navegação foram obtidos através do Software de Análises de Rota do fabricante.

• 52 trechos analisados, com respectivos alternados (Cap.6 , Pgs. 73 e 74)

Modelo: Determinação do fator “f”

• Primeiro passo: modelar o consumo de combustível de forma polinomial a partir do gráfico de Análise de Rota Simplificada para o regime de Long Range Cruise.

�Consumo com PP = 40000 kg:

Wf = A0+A1D+A2D2+A3D3

A0 = a00+a01h+a02h2+a03h3

A1 = a10+a11h+a12h2+a13h3

A2 = a20+a21h+a22h2+a23h3

A3 = a30+a31h+a32h2+a33h3

�Correção da distância para outros pesos:

D = d + B0+B1W+B2W+B3W3

B0 = b00+b01d+b02d2

B1 = b10+b11d+b12d2

B2 = b20+b21d+b22d2

B3 = b30+b31d+b32d2

0 1 2 30 6,9321E+02 5,7533E+00 2,0829E-03 -7,8504E-071 -6,5396E-02 1,3092E-04 -2,5902E-07 1,1254E-102 3,2558E-06 -1,1359E-08 1,1452E-11 -5,1733E-153 -4,3513E-11 1,8274E-13 -1,6471E-16 7,6253E-20

0 1 2 30 1,8149E+03 -1,5367E-01 4,3192E-06 -4,0292E-111 -7,0287E+00 5,8345E-04 -1,6467E-08 1,5686E-132 -7,5029E-03 5,6750E-07 -1,4240E-11 1,1855E-16

Coeficientes akl

nm

Coeficientes bmn

lk

R2 = 0,9992

R2 = 0,9999

IT-500 TESE


6.Parametrização

Onde d : Distância de referência [NM].D : Distância corrigida [NM]. H : Altitude de cruzeiro [ft].Wf : Consumo total da etapa [kg].W : Peso de Pouso[kg]


1. Escolher um valor de peso de pouso de referência (PPref = 36000 kg ~ PZC).

2. Calcular o consumo para cada combinação de pesos de pouso, altitudes e distâncias previamente estabelecidas:

a. Distâncias: 200, 400, 600, 800,1000 e 1200 NM.

b. Altitudes: 15000, 20000, 25000, 30000, 35000, 39000 e 41000 ft.

c. Pesos: 36000 (peso de referência), 38000, 40000, 42000 e 43000 (PMEP) kg.

3. Para cada conjunto de pesos para um dado par distância e altitude, calcular a diferença percentual de consumo em relação ao peso de referência neste conjunto.

4. A média dos desvios percentuais será o fator freferente à respectiva combinação de altitude e distância.

d PP D Consumo Dif PD[Nm] [kg] [Nm] [kg] [kg] [kg]

36000 191 1335 3733538000 196 1357 22 39357 1,12%40000 200 1377 42 41377 1,06%42000 204 1399 64 43399 1,07%43000 206 1408 73 44408 1,05%36000 382 2268 3826838000 391 2310 42 40310 2,10%40000 400 2356 88 42356 2,19%42000 414 2425 157 44425 2,61%43000 423 2467 199 45467 2,84%36000 573 3216 3921638000 586 3278 63 41278 3,13%40000 600 3349 133 43349 3,32%42000 623 3464 249 45464 4,14%43000 638 3540 325 46540 4,64%36000 765 4177 4017738000 781 4261 84 42261 4,21%40000 800 4355 178 44355 4,45%42000 832 4516 340 46516 5,66%43000 854 4627 451 47627 6,44%36000 956 5151 4115138000 977 5257 107 43257 5,34%40000 1000 5373 223 45373 5,57%42000 1040 5581 430 47581 7,17%43000 1069 5727 576 48727 8,23%36000 1148 6137 4213738000 1174 6268 131 44268 6,53%40000 1200 6404 267 46404 6,68%42000 1249 6656 519 48656 8,65%43000 1284 6838 701 49838 10,02%

1200 7,97%

25000 ft

800 5,19%

1000 6,58%

400 2,43%

600 3,81%

Dif % Fator f

200 1,07%

d PP D Consumo Dif PD[Nm] [kg] [Nm] [kg] [kg] [kg]

36000 191 1335 3733538000 196 1357 22 39357 1,12%40000 200 1377 42 41377 1,06%42000 204 1399 64 43399 1,07%43000 206 1408 73 44408 1,05%36000 382 2268 3826838000 391 2310 42 40310 2,10%40000 400 2356 88 42356 2,19%42000 414 2425 157 44425 2,61%43000 423 2467 199 45467 2,84%36000 573 3216 3921638000 586 3278 63 41278 3,13%40000 600 3349 133 43349 3,32%42000 623 3464 249 45464 4,14%43000 638 3540 325 46540 4,64%36000 765 4177 4017738000 781 4261 84 42261 4,21%40000 800 4355 178 44355 4,45%42000 832 4516 340 46516 5,66%43000 854 4627 451 47627 6,44%36000 956 5151 4115138000 977 5257 107 43257 5,34%40000 1000 5373 223 45373 5,57%42000 1040 5581 430 47581 7,17%43000 1069 5727 576 48727 8,23%36000 1148 6137 4213738000 1174 6268 131 44268 6,53%40000 1200 6404 267 46404 6,68%42000 1249 6656 519 48656 8,65%43000 1284 6838 701 49838 10,02%

1200 7,97%

25000 ft

800 5,19%

1000 6,58%

400 2,43%

600 3,81%

Dif % Fator f

200 1,07%

• Segundo passo: aplica-se a metodologia propostapor Saboya [39] :

IT-500 TESE


6.Parametrização


Dist[NM] 15000 20000 25000 30000 35000 37000 39000 41000200 1,30% 1,19% 1,07% 0,99% 0,94% - - -400 2,94% 2,68% 2,43% 2,24% 2,12% 2,10% 2,10% 2,12%600 4,60% 4,19% 3,81% 3,50% 3,30% 3,26% 3,24% 3,26%800 6,28% 5,71% 5,19% 4,77% 4,51% 4,45% 4,43% 4,45%

1000 7,96% 7,24% 6,58% 6,06% 5,75% 5,71% 5,72% 5,78%1200 9,67% 8,79% 7,97% 7,35% 7,05% 7,05% 7,14% 7,32%

Altitude [ft]Fator f

•Terceiro passo: modelar o fator f, em função de altitude e distância, sob forma polinomial.

Para i = 1,..,N-1Onde fi : Fator de ajuste de consumo para a etapa i.

di : Distância na etapa i [NM].Hi : Altitude de cruzeiro na etapa i [ft].

Amn : Coeficientes de ajuste.Para m=[0..3] e n=[0..3].

303

20201000 ... HiAHiAHiAAA +++=

313

21211101 ... HiAHiAHiAAA +++=

323

22221202 ... HiAHiAHiAAA +++=

333

23231303 ... HiAHiAHiAAA +++=

33

2210 ... diAdiAdiAAfi +++=

0 1 3 30 -3,7858E-03 3,2574E-09 2,9702E-12 -5,4218E-171 8,1052E-05 1,7169E-09 -1,5362E-13 2,4814E-182 5,0303E-08 -6,6826E-12 2,9830E-16 -4,3019E-213 -3,0389E-11 4,3148E-15 -1,9807E-19 2,9187E-24

nm

Coeficientes Amn

Fator "f"

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

9,00%

10,00%

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

DISTANCIA (NM)

f (%

)

15000

20000

25000

30000

35000

37000

39000

41000

Fator "f"

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

9,00%

10,00%

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

DISTANCIA (NM)

f (%

)

15000

20000

25000

30000

35000

37000

39000

41000

R2 = 0,9998

6.Parametrização


IT-500 TESE


• A distância di, deve ser considerada percorrida no ar, ou seja, ajustada para a componente de vento de proa médio em rota:

• O fator f deve também ser ajustado para desvio de temperatura ISA média em rota. Segundo o manual de operações da aeronave, para cada 1oC acima da temperatura ISA, há um acréscimo de 0.4% no consumo de combustível. Desta forma:

).(ii

i

iiVwTAS

TASDd

+

=

Onde TASi : Velocidade verdadeira média da aeronave para o trecho i [kt].Vwi : Componente do vetor de vento médio de cruzeiro projetado

no eixo longitudinal da aeronave para o trecho i [kt]. Di : Distância percorrida no solo (ou em aerovia) em NM para o

trecho i. TTi: tempo totla de vôo no trecho i [min]Tdec: Tempo de decolagem = 1. 5 min. Tapp: Tempo de aproximação = 3 min.

f i*= fi. (1+0,004*DELTA_ISAi) Onde fi*: Fator de ajuste de consumo de combustível em condições de temperatura diferentes da temperatura padrão (ISA) para o trecho i.

fi : Fator de ajuste de consumo de combustível em condições de temperatura padrão (ISA) para o trecho i.

DELTA_ISAi: Desvio da temperatura na altitude de cruzeiro em relação à temperatura padrão (ISA) para o trecho i [ºC].



i

i

VwTappTdecTT

DiTASi −

−−

= ).(60

Fator "f"

y = 5,8769E-05x - 2,1286E-03

R2 = 9,9781E-01

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

9,00%

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

Distância [NM]

Fat

or

f

Fator f semcorreção

Com correção devento e ISA DEV (f*)




• Fator f (sem correção) tem comportamento bastante linear para a malha analisada.

• Maioria das rotas acima de 35000 ft.

• Distorção devido à correção de ventos e desvio de ISA.

• 2,5% a 3% em rotas regionais (500NM a 600NM)

IT-500 TESE


Execução

Arquivo textode entrada

( por aeronave)

Arquivo textode saída

(por aeronave)

Apêndice E

AIMMS

(Modelo)

Planilha de análise

(Excell)

PMDi

PMPi

MFOB0i

TRIP0i

MINi

Fator f

Pi

REM1

MAXF

Xi

REMi

FOBi

PDi

PPi

SEM TANQ. COM TANQ. DIF DIF % SEM TANQ. COM TANQ. ECONOMIA DIF %1 84 146477 148618 2141 1,46% 155.511,93$ 147.603,87$ 7.908,06$ 5,09%2 34 82652 83741 1089 1,32% 83.254,76$ 76.611,73$ 6.643,02$ 7,98%3 57 122389 124127 1738 1,42% 136.722,91$ 120.976,24$ 15.746,67$ 11,52%4 32 72251 73524 1273 1,76% 76.993,02$ 65.974,13$ 11.018,90$ 14,31%5 38 91537 92436 899 0,98% 89.472,16$ 81.224,54$ 8.247,62$ 9,22%6 34 83113 83922 809 0,97% 83.022,23$ 79.472,45$ 3.549,79$ 4,28%7 57 128415 129257 842 0,66% 131.867,56$ 128.157,22$ 3.710,34$ 2,81%8 19 49503 49838 335 0,68% 55.728,05$ 53.527,59$ 2.200,46$ 3,95%

TOTAL 355 776337 785463 9126 1,18% 812.572,62$ 753.547,76$ 59.024,86$ 7,26%


TOTAL 1521 3327158 3366269 39111 1,18% 3.482.454,09$ 3.229.490,41$ 252.963,67$ 7,26%

SEM TANQ. COM TANQ. DIF DIF % SEM TANQ. COM TANQ. ECONOMIA DIF %1 4320 7533092 7643224 110132 1,46% 7.997.756,48$ 7.591.056,16$ 406.700,32$ 5,09%2 1749 4250674 4306679 56005 1,32% 4.281.673,13$ 3.940.031,88$ 341.641,25$ 7,98%3 2931 6294291 6383652 89361 1,42% 7.031.464,10$ 6.221.635,28$ 809.828,81$ 11,52%4 1646 3715766 3781250 65485 1,76% 3.959.641,22$ 3.392.955,11$ 566.686,11$ 14,31%5 1954 4707617 4753842 46225 0,98% 4.601.425,21$ 4.177.262,04$ 424.163,17$ 9,22%6 1749 4274383 4315994 41611 0,97% 4.269.714,79$ 4.087.154,32$ 182.560,47$ 4,28%7 2931 6604200 6647515 43315 0,66% 6.781.760,08$ 6.590.942,69$ 190.817,39$ 2,81%8 977 2545869 2563072 17204 0,68% 2.866.014,04$ 2.752.847,48$ 113.166,57$ 3,95%

TOTAL 18257 39925892 40395229 469337 1,18% 41.789.449,05$ 38.753.884,96$ 3.035.564,09$ 7,26%

SEM TANQ. COM TANQ. DIF DIF % SEM TANQ. COM TANQ. ECONOMIA DIF %2282 4990737 5049404 58667 1,18% 5.223.681,13$ 4.844.235,62$ 379.445,51$ 7,26%

PROJEÇÃO MENSAL

PROJEÇÃO ANUAL

AERONAVE No. ETAPASCONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

DADOS SEMANAIS

AERONAVE No. ETAPASCONSUMO (Kg)

CONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)AERONAVE No. ETAPAS

CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

No. ETAPASCONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

Média anual por aeronave

Resultados

7. Aplicação do Modelo

PREÇO 0 d ALT ISA D HW TAS D PMZC PMD PMP CP PZC MFOB0 PD TRIP0 PP REM Xi CUSTO REM Xi FOB PD TRIP PP XTR CUSTO TRIP CUSTO

[US$] 0 [NM] [ft] [C] [kt] [kt] [nm] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [US$] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [US$] [kg] [US$]1 FOR REC 1,26$ FORREC 339 39000 4 -11 404 348 1,80% 40800 50300 43000 8200 35600 4870 40470 1957 38513 2000 2870 3.604,53$ 2000 2870 4870 40470 1957 38513 0 3.604,53$ 0 -$ 2 REC MCZ 1,01$ RECMCZ 98 15000 17 -5 310 100 0,46% 40800 50300 43000 8200 35600 2639 38239 1143 37096 2913 0 -$ 2913 5657 8570 44170 1170 43000 5931 5.737,21$ 27 5.737,21$ 3 MCZ AJU 1,16$ MCZAJU 116 20000 17 -9 330 119 0,57% 40800 50198 43000 8200 35600 2841 38441 964 37477 1496 1345 1.561,73$ 7400 0 7400 43000 990 42010 4559 -$ 26 (1.561,73)$ 4 AJU SSA 1,16$ AJUSSA 137 24000 16 -9 347 141 0,67% 40800 50300 43000 8200 35600 3093 38693 1085 37608 1877 1216 1.407,17$ 6410 0 6410 42010 1107 40903 3317 -$ 22 (1.407,17)$ 5 SSA GRU 1,05$ SSAGRU 846 38000 6 -44 439 940 5,31% 40800 50300 43000 8200 35600 6818 42418 4395 38023 2008 4810 5.042,84$ 5303 1515 6818 42418 4395 38023 0 1.588,56$ 0 (3.454,28)$ 6 GRU CWB 0,96$ GRUCWB 194 30000 12 -52 386 224 1,13% 40800 50300 43000 8200 35600 3707 39307 1400 37907 2423 1284 1.227,57$ 2423 1284 3707 39307 1400 37907 0 1.227,57$ 0 -$ 7 CWB GRU 0,93$ CWBGRU 221 31000 12 5 377 218 1,07% 40800 46971 43000 8200 35600 3520 39120 1382 37738 2307 1213 1.124,01$ 2307 6532 8839 44439 1439 43000 5319 6.052,70$ 57 4.928,69$ 8 GRU SSA 0,96$ GRUSSA 787 39000 4 2 432 783 4,33% 40800 50300 43000 8200 35600 5941 41541 3675 37866 2138 3803 3.635,86$ 7400 1355 8755 44355 3797 40558 2814 1.295,40$ 122 (2.340,46)$ 9 SSA AJU 1,05$ SSAAJU 137 25000 16 -17 353 144 0,68% 40800 50300 43000 8200 35600 3093 38693 1098 37595 2266 827 867,03$ 4958 0 4958 40558 1111 39447 1865 -$ 13 (867,03)$

10 AJU MCZ 1,16$ AJUMCZ 116 19000 17 -10 325 120 0,58% 40800 50300 43000 8200 35600 2750 38350 973 37377 1995 755 873,69$ 3847 0 3847 39447 979 38468 1097 -$ 6 (873,69)$ 11 MCZ REC 1,16$ MCZREC 98 18000 17 -10 319 101 0,45% 40800 50198 43000 8200 35600 2633 38233 867 37366 1777 856 993,74$ 2868 0 2868 38468 868 37600 235 -$ 1 (993,74)$ 12 REC FOR 1,01$ RECFOR 337 38000 6 -22 408 356 1,84% 40800 50300 43000 8200 35600 4875 40475 1986 38489 1766 3109 3.152,93$ 2000 4893 6893 42493 2023 40470 2018 4.962,27$ 37 1.809,34$

f

SEG

DADOS INICIAS SEM TANQUEAMENTO COM TANQUEAMENTO DIFERENÇADIA i DE PARA

ESTRATÉGIA DE ABASTECIMENTO

2870

0

1345 1216

4810

1284 1213

3803

827 755 856

31092870

5657

0 0

15151284

6532

1355

0 0 0

4893

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

FOR($1,26)

REC($1,01)

MCZ($1,16)

AJU($1,16)

SSA($1,05)

GRU($0,96)

CWB($0,93)

GRU($0,96)

SSA($1,05)

AJU($1,16)

MCZ($1,16)

REC($1,01)

Base

Co

mb

ust

ível

Ab

aste

cid

o-

Xi [

kg]

Sem Tanqueamento

Com Tanqueamento

• 355 etapas .

• 8 aeronaves

• 7 dias

• Comparação com estratégia convencional.


IT-500 TESE7. Aplicação do Modelo

Resultados Obtidos

• Apêndice F

• Projeção de Economia Anual de US$ 3.035.564,09

• Economia por etapa: US$ 166,27

• Consumo extra por etapa: 25,71 kg

• Ciclos anuais médios por aeronave: 2282.



TOTAL 355 776337 785463 9126 1,18% 812.572,62$ 753.547,76$ 59.024,86$ 7,26%


TOTAL 1521 3327158 3366269 39111 1,18% 3.482.454,09$ 3.229.490,41$ 252.963,67$ 7,26%

SEM TANQ. COM TANQ. DIF DIF % SEM TANQ. COM TANQ. ECONOMIA DIF %1 4320 7533092 7643224 110132 1,46% 7.997.756,48$ 7.591.056,16$ 406.700,32$ 5,09%2 1749 4250674 4306679 56005 1,32% 4.281.673,13$ 3.940.031,88$ 341.641,25$ 7,98%3 2931 6294291 6383652 89361 1,42% 7.031.464,10$ 6.221.635,28$ 809.828,81$ 11,52%4 1646 3715766 3781250 65485 1,76% 3.959.641,22$ 3.392.955,11$ 566.686,11$ 14,31%5 1954 4707617 4753842 46225 0,98% 4.601.425,21$ 4.177.262,04$ 424.163,17$ 9,22%6 1749 4274383 4315994 41611 0,97% 4.269.714,79$ 4.087.154,32$ 182.560,47$ 4,28%7 2931 6604200 6647515 43315 0,66% 6.781.760,08$ 6.590.942,69$ 190.817,39$ 2,81%8 977 2545869 2563072 17204 0,68% 2.866.014,04$ 2.752.847,48$ 113.166,57$ 3,95%

TOTAL 18257 39925892 40395229 469337 1,18% 41.789.449,05$ 38.753.884,96$ 3.035.564,09$ 7,26%

SEM TANQ. COM TANQ. DIF DIF % SEM TANQ. COM TANQ. ECONOMIA DIF %2282 4990737 5049404 58667 1,18% 5.223.681,13$ 4.844.235,62$ 379.445,51$ 7,26%

PROJEÇÃO MENSAL

PROJEÇÃO ANUAL

AERONAVE No. ETAPASCONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

DADOS SEMANAIS

AERONAVE No. ETAPASCONSUMO (Kg)

CONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)AERONAVE No. ETAPAS

CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

No. ETAPASCONSUMO (Kg) CUSTO DE ABASTECIMENTO (USD$)

Média anual por aeronave

IT-500 TESE



IT-500 TESE


• O modelo procura, a princípio, priorizar o abastecimento onde se apresentam os menores preços.

• O abastecimento é também influenciado pelo diferencial de preços em conjunto com o Fator “f”. Em algumas localidades, se o diferencial é muito pequeno e o Fator “f” significante, o custo do transporte do combustível pode não compensar o tanqueamento (e se abastece o MFOB0).

Preço do Combustível (Pi) - Aeronave 2

$0,70$0,75$0,80$0,85$0,90$0,95$1,00$1,05$1,10$1,15$1,20$1,25$1,30$1,35$1,40

GIG

GR

U

GIG

BS

B

SS

A

RE

C

PN

Z

RE

C

SS

A

BS

B

SS

A

RE

C

PN

Z

RE

C

SS

A

BS

B

GIG

BS

B

GIG

CG

H

GIG

SS

A

FO

R

JDO

FO

R

SS

A

GIG

CG

H

PO

A

CG

H

SS

A

CG

H

GIG

GR

U

Localidade de Abastecimento

US

$/ k

g

Abastecimento (Xi) - Aeronave 2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000


Ab

aste

cim

ento

[kg

]

Estratégia Convencional

Tanqueamento

IT-500 TESE

• A restrição de Peso Máximo de Pouso (PMP) no destino é a que governa o limite do combustível tanqueado. Este limitante é atingido primeiro devido ao tamanho médio/curto das etapas, onde o consumo da etapa (TRIPi) é pequeno. Os limites de PMD e MAXF nunca são atingidos.


Peso de Decolagem (PDi) - Aeronave 4

32000330003400035000360003700038000390004000041000420004300044000450004600047000480004900050000

CG

H

CW

B

PO

A

CW

B

CG

H

XA

P

CG

H

SS

A

CG

H

GIG

CG

H

GIG

SS

A

FO

R

JDO

FO

R

SS

A

GIG

CG

H

PO

A

CG

H

GIG

CG

H

GIG

SS

A

FO

R

JDO

FO

R

SS

A

GIG

CG

H

PF

B


PD

[kg]


Tanqueamento

PMD

Peso de Pouso (PPi) - Aeronave 4

32000

33000

34000

35000

36000

37000

38000

39000

40000

41000

42000

43000

CG

H

CW

B

PO

A

CW

B

CG

H

XA

P

CG

H

SS

A

CG

H

GIG

CG

H

GIG

SS

A

FO

R

JDO

FO

R

SS

A

GIG

CG

H

PO

A

CG

H

GIG

CG

H

GIG

SS

A

FO

R

JDO

FO

R

SS

A

GIG

CG

H

PF

B


PP

[kg]


Tanqueamento

PMP


IT-500 TESE


• Por fim , a restrição de combustível mínimo no destino (MINF) pode determinar o abastecimento em alguns trechos.

Combustível Remanescente (REMi) - Aeronave 6

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

PN

Z

RE

C

SS

A

BS

B

GIG

BS

B

GIG

GR

U

GIG

BS

B

GIG

BS

B

GIG

GR

U

GIG

BS

B

SS

A

RE

C

PN

Z

RE

C

SS

A

BS

B

SS

A

RE

C

PN

Z

RE

C

SS

A

BS

B

SS

A

RE

C

PN

Z

RE

C

SS

A

RE

C


Co

mb

ust

ível

Rem

anes

cen

te [

kg]


Tanqueamento

MINF

• A economia final encontrada (7.26%) encontra-se coerente com a literatura, entre os valores encontrados por Stroup e Wollmer [42] ( 5,69% , 10 etapas) e Zouein et al.[44] (10% , 300 etapas).

• A economia por etapa (US$ 166,27) superou o valor encontrado por Teodorovic [43] (US$ 50,00).

• A restrição de combustível mínimo (MFOB0i) foi respeitada em todas as etapas.



IT-500 TESE

Relação Economia x Consumo Adicional

y = 1,0358E+01x - 9,3995E+01R2 = 7,3030E-01

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42

Consumo médio adicional por Etapa

Eco

no

mia

m

édia

po

r E

tap

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S$]

Esta malha de vôos apresenta o potencial de geração de ganho econômico de:

•US$ 252.963,67 / mês ~� Folha de pagamento de tripulantes ou;� Leasing de 2 aeronaves MK28-100.

•US$ 3.035.564,09 / ano ~� 1/3 do valor de mercado MK-28-100.

• Paradoxo !!!Ganho aproximado de US$ 10,36 para kg de combustível consumido a mais por etapa.

Porém...

�O tanqueamento de combustível traz, além dos ganhos econômicos, um grande impacto ambiental, pois tal estratégia implica sempre em um consumo adicional.

Ganho econômico8. Análise dos Resultados

Impacto Ambiental

• O consumo adicional implica na maior emissão de poluentes que serão liberados nas camadas superiores da troposfera e tropopausa, onde as aeronaves comerciais a jato voam.

• No exemplo analisado, projeta-se 469377 kg de consumo adicional (1.18%) anual para a frota de 8 aeronaves. O que significa as seguintes projeções de emissões de poluentes adicionais :

Puluente Emissão [kg]

NOX 23,957

CO 3,547

HC 0,312

CO2 3155,933

H20 1311,297

SOX 0,799

Emissões para cada 1000 kg de JET A1

consumidoPuluente Emissão [kg]

NOX 23,957

CO 3,547

HC 0,312

CO2 3155,933

H20 1311,297

SOX 0,799

Emissões para cada 1000 kg de JET A1

consumido

Fonte: SAGE - FAA

• Nos próximos anos, é previsto que o Anexo XVI da OACI já contenha recomendações para a determinação de tarifas e classificação de grupos de aeronaves poluentes nos aeroportos.

• Empresas aéreas que operarem aeronaves com altos níveis de emissão pagarão mais por seu prejuízo ecológico.


1 2 3 4 5 6 7 8 MENSAL ANUAL

NOX 220 112 178 131 92 83 86 34 937 11244CO 33 17 26 19 14 12 13 5 139 1665

Hidrocarbonetos 3 1 2 2 1 1 1 0 12 146CO2 28964 14729 23501 17222 12157 10943 11392 4524 123433 1481197

Vapor Dágua 12035 6120 9765 7156 5051 4547 4733 1880 51287 615441SOX 7 4 6 4 3 3 3 1 31 375

POLUENTEAERONAVE

Quantidade

Adicional

Emitida [kg]

TOTAL DA FROTA

1 2 3 4 5 6 7 8 MENSAL ANUAL

NOX 220 112 178 131 92 83 86 34 937 11244CO 33 17 26 19 14 12 13 5 139 1665

Hidrocarbonetos 3 1 2 2 1 1 1 0 12 146CO2 28964 14729 23501 17222 12157 10943 11392 4524 123433 1481197

Vapor Dágua 12035 6120 9765 7156 5051 4547 4733 1880 51287 615441SOX 7 4 6 4 3 3 3 1 31 375

POLUENTEAERONAVE

Quantidade

Adicional

Emitida [kg]

TOTAL DA FROTA


IT-500 TESE


• O modelo de P.L. proposto representa uma maneira de se quantificar o potencial teórico de uma malha de vôos ao se aplicar o procedimento de tanqueamento de combustível.

• São obtidos (7,26%) valores muito superiores aos buscados pela indústria (1%) podem ser obtidos através deste método.

• Proposta uma nova metodologia para cálculo do Fator “f”, em função de Distância, desvio de ISA e vento médio de cruzeiro.

• Aspectos de fornecimento podem ser considerados em outros cenários fora do Brasil : múltiplos abastecedores ou restrições de consumo.

• Aspectos do mundo real:

� Confiabilidade de dados meteorológicos é de no máximo 6 horas (TAF / METAR).� Carregamento e número de PAX acurados cerca de uma hora antes da decolagem.� Despachantes trabalham em turnos de 6 horas / processando cerca de 10 vôos. � Malhas regionais tem etapas médias de 500 NM ou 1,2 h de vôo.

ANÁLISE EM GRUPOS DE 4 ETAPAS É VIÁVEL NA PRÁTICA


IT-500 TESE

Modelo para 4 etapas

• Pode ser desenvolvido analiticamente e resolvido através da função “solver” no Microsoft Excell. (Apêndice G)

• Porém implica na redução de ganhos, devido ao menor número de pontos analisados.


Estratégias de Análise 12 primeiras etapas / Aeronave 1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

FOR/REC

REC/MCZ

MCZ/A

JUAJU

/SSA

SSA/GRU

GRU/C

WB

CWB/G

RUGRU/S

SASSA/A

JUAJU

/MCZ

MCZ/R

ECREC/F

OR

Etapa

Ab

aste

cim

ento

(X

i)

Abat. Convencional

AIMMS (12 etapas)

Excell (Grupos de 4 etapas)

Exemplo: Aeronave 1 / Segunda Feira

• 12 etapas (AIMMS) : 3,24%

• 3 grupos de 4 etapas (Excell): 2,31%

→ Redução de 28,73%


IT-500 TESE

Sugestões para Estudos Futuros


• Aplicação do modelo à outra malha de vôos com característica diferente (Ex: Vôos Internacionais)

• Estudo sobre desgaste de freios, pneus e reversores. Introduzir custos adicionais no modelo.

• Incluir no modelo a variação da altitude ótima com o acréscimo do Peso de Decolagem.

• Integração do modelo a um sistema computadorizado de despacho, em tempo real.

• Desenvolvimento de um algoritmo de resolução para o modelo proposto utilizando-se da abordagem de redes.

• Incluir no modelo restrições de fornecimento: capacidade do aeroporto ou quantidade comprada do fornecedor.

• Verificar a sensibilidade do modelo à variação do Load Factor.

• Efetuar estudo de impactos ambientais completo (ruído e emissões) ao se utilizar o procedimento de tanqueamento de combustível. Quantificar as perdas econômicas devido a estes fatores.

IT-500 TESE

OBRIGADO !

José Alexandre Tavares Guerreiro Fregnani

xanlu2 @ hotmail.com

"Toda a nossa ciência, comparada com a realidade, é primitiva e infantil - e, no entanto, é a coisa mais preciosa que temos. "( Albert Einstein )

Documents

Tese sobre Tanqueamento de Combustível (Fregnani, 2007)