Análise global da estabilidade termodinâmica de misturas: um estudo com o método do conjunto gerador

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente.

Prevenção de riscos de tromboembolismo venoso: estratégias para redução da morbimortalidade

Estudo prospectivo com abordagem quantitativa envolvendo 3 grupos distintos de sujeitos. Grupo 1 constituído por 56 pacientes avaliados para o risco de tromboembolismo venoso (TEV) em um acompanhamento de 30 meses para verificar os desfechos morte, reinternação e profilaxia de TEV. Grupo 2 constituído por 50 enfermeiros assistenciais que responderam questionários sobre TEV, com o propósito de avaliar seus conhecimentos sobre os riscos e profilaxia dessa doença em pacientes clínicos internados. Grupo 3 constituído por 100 enfermeiros assistenciais que responderam questionários similares aos respondidos pelo grupo 2, antes e após treinamento sobre profilaxia de TEV. O objetivo geral foi verificar o grau de conhecimento de enfermeiros sobre tromboembolismo venoso considerando sua inserção no processo de prevenção de riscos; Os objetivos específicos foram: propor e implantar uma estratégia de treinamento para capacitação de enfermeiros no rastreamento de riscos de TEV em pacientes internados; verificar o impacto do treinamento sobre TEV no conhecimento dos enfermeiros para identificação de fatores de risco dessa doença; descrever os desfechos relacionados à TEV em pacientes internados por mais de 24 horas em um hospital quaternário num seguimento de 30 meses. No grupo 1 identificou-se que o evento TEV apresenta alta mortalidade 63,6% para pacientes que não receberam profilaxia. Identificou-se também que a maioria 89,2% desses sujeitos é acompanhada de seus médicos, 53,6% passaram por reinternações e 28,6% continuam usando alguma profilaxia para TEV. No grupo 2 verificou-se que os profissionais não sabem identificar corretamente os fatores de risco para TEV, havendo grande déficit de conhecimento em relação aos fatores de risco e profilaxia da doença, pois 90% da amostra não consegue apontar mais que 5 fatores de risco para TEV considerando-se 24 fatores contemplados por consensos internacionais, demonstrando um grau de conhecimento insuficiente pela utilização de uma escala intervalar proposta nesse estudo. No grupo 3, assim como identificado no grupo 2, houve similaridade no déficit de conhecimento, pois 100% não conseguiram apontar mais que 4 fatores de risco para a doença. Identificou-se que a realização de um treinamento sobre profilaxia de TEV para esses enfermeiros apresenta alto impacto em relação ao grau de retenção de informações sobre TEV, sendo uma ação facilmente replicável para profissionais de instituições hospitalares. Concluiu-se que o uso de um algoritmo/protocolo de avaliação voltado para rastreamento de riscos de TEV por enfermeiros representa uma ferramenta importante no processo de rastreamento e prevenção dessa doença em pacientes clínicos, como proposto nesse estudo, pois nos resultados demonstrou-se que 97% dos enfermeiros do grupo 3 não conhecem qualquer tipo de protocolo relacionado a prevenção de riscos de TEV. Os sujeitos apresentaram excelente nível de conhecimento sobre meios de profilaxia mecânica, mas identificou-se que a maioria 63% nunca deu orientações sobre a profilaxia enquanto cuidam, reforçando o entendimento de que não estão inseridos no processo de prevenção de riscos de TEV para pacientes internados. A inserção dos enfermeiros nesse processo de identificação de riscos deve ser capaz de reduzir a alta taxa de morbimortalidade e reduzir a incidência dessa doença em unidades hospitalares.

Inversão de funções do plano no plano aplicada ao cálculo de azeótropos

Azeotropia é um fenômeno termodinâmico onde um líquido em ebulição produz um vapor com composição idêntica. Esta situação é um desafio para a Engenharia de Separação, já que os processos de destilação exploram as diferenças entre as volatilidades relativas e, portanto, um azeótropo pode ser uma barreira para a separação. Em misturas binárias, o cálculo da azeotropia é caracterizado por um sistema não-linear do tipo 2 × 2. Um interessante e raro caso é o denominado azeotropia dupla, que pode ser verificado quando este sistema não-linear tem duas soluções, correspondendo a dois azeótropos distintos. Diferentes métodos tem sido utilizados na resolução de problemas desta natureza, como métodos estocásticos de otimização e as técnicas intervalares (do tipo Newton intervalar/bisseção generalizada). Nesta tese apresentamos a formulação do problema de azeotropia dupla e uma nova e robusta abordagem para a resolução dos sistemas não-lineares do tipo 2 × 2, que é a inversão de funções do plano no plano (MALTA; SALDANHA; TOMEI, 1996). No método proposto, as soluções são obtidas através de um conjunto de ações: obtenção de curvas críticas e de pré-imagens de pontos arbritários, inversão da função e por fim, as soluções esperadas para o problema de azeotropia. Esta metodologia foi desenvolvida para resolver sistemas não-lineares do tipo 2 × 2, tendo como objetivo dar uma visão global da função que modela o fenômeno em questão, além, é claro, de gerar as soluções esperadas. Serão apresentados resultados numéricos para o cálculo dos azeótropos no sistema benzeno + hexafluorobenzeno a baixas pressões por este método de inversão. Como ferramentas auxiliares, serão também apresentados aspectos numéricos usando aproximações clássicas, tais como métodos de Newton com técnicas de globalização e o algorítmo de otimização não-linear C-GRASP, para efeito de comparação.