Modelagem da cinética de polimerização em lama de eteno

A modelagem matemática é uma ferramenta que apresenta diversas vantagens no estudo de processos industriais como, por exemplo, entender e desenvolver tecnologias, avaliar o impacto de variáveis nas propriedades do produto, estudos de redução de custos de produção e de impacto ambiental. O objetivo deste trabalho é desenvolver e validar um modelo matemático para um reator de bancada de polimerização em lama de eteno, enfatizando o desenvolvimento do modelo cinético. O modelo do reator contemplou: 1) modelo de troca térmica; 2) modelo termodinâmico; 3) modelo de transferência de massa gás-líquido e 4)modelo cinético. Para uma melhor predição do modelo foi realizada a estimação de alguns dos seus parâmetros conforme uma metodologia que compreendeu a análise de sensibilidade paramétrica e das variáveis de entrada do modelo e os efeitos de um planejamento de experimentos para a geração dos dados experimentais. A metodologia utilizada mostrou-se eficiente na avaliação do modelo quanto as suas características de predição, ajudando na identificação de possíveis falhas e evidenciando as vantagens de uma adequada metodologia experimental. Uma etapa determinante para o processo de estimação dos parâmetros é a escolha dos dados de saída a utilizar para a estimativa de determinado parâmetro. A modelagem do reator experimental mostrou-se satisfatória em todos os aspectos do processo (troca térmica, cinética, termodinâmica e transferência de massa), pois o modelo prediz com precisão as características encontradas nos experimentos. Assim, este pode ser utilizado para avaliar o mecanismo reacional envolvido de forma a aproximar-se das reais características do processo.

Modelagem e simulação da câmara de reação de uma caldeira a carvão pulverizado

O presente trabalho é parte integrante de um projeto multidisciplinar cujo objetivo é construir uma ferramenta computacional capaz de simular a operação de uma Usina Termoelétrica tratando, especificamente, da câmara de reação (local da caldeira onde se desenvolve a queima do combustível). Foi desenvolvido um modelo matemático dinâmico, pseudo-homogêneo, unidimensional e, com propriedades físicas variáveis, com o objetivo de descrever a conversão do calor gerado pela combust em energia térmica, que está baseado em balanços de massa e energia. Este modelo foi implementado no simulador gPROMS e seus parâmetros foram estimados utilizando o módulo gEST deste software (método da máxima verossimilhança), com base em dados de operação da Usina e dados cinéticos de literatura. Para a simulação dinâmica da câmara de reação foi utilizado um método de integração implícita de passos múltiplos com ordem e passo variáveis. A câmara de combustão foi dividida em três zonas, sendo realizados, em cada zona, os balanços de massa e energia, adotando-se a hipótese de mistura perfeita. O modelo desenvolvido prevê o perfil de temperatura ao longo da câmara, as correntes de saída e a composição dos gases de combustão em cada zona; incluindo uma previsão aproximada da concentração dos poluentes formados, principalmente monóxido de nitrogênio e dióxido de enxofre. Os resultados apresentados mostraram que o modelo prediz satisfatoriamente a composição do gás de combustão na saída da câmara de reação e que a divisão da câmara em diferentes zonas de combustão é apropriada para avaliar a geração e o aproveitamento energético na caldeira.

Simulação de reatores de polimerização de estireno : modelagem cinética e termodinâmica

Nesse trabalho, é proposto um modelo fenomenológico para a polimerização de estireno em solução, validado com dados de uma planta industrial. Um modelo matemático para a polimerização do estireno via radicais livres é desenvolvido para predizer o comportamento estacionário e dinâmico do processo contínuo de produção de poliestireno. O modelo inclui a cinética de polimerização, em dois reatores CSTR auto-refrigerados em série, o equilíbrio líquido-vapor na seção de reação e as propriedades do produto final. Os resultados obtidos através do modelo desenvolvido são utilizados para determinar quais são os efeitos da composição de alimentação, temperatura e concentração do iniciador na conversão do monômero, massas molares, polidispersão, formação de dímeros e trímeros, densidade, viscosidade, índice de fluidez, propriedades térmicas e tensão de ruptura. Para o equilíbrio líquido-vapor, um modelo termodinâmico também foi desenvolvido para reatores auto-refrigerados, que usam o calor de evaporação para remover o calor gerado por reações químicas fortemente exotérmicas, e modelado através de uma equação cúbica de estado e uma regra de mistura aplicada ao equilíbrio líquido-vapor a baixas pressões para soluções poliméricas através do emprego de um único parâmetro de interação. O modelo desenvolvido pode ser utilizado para avaliação de estruturas de controle, simulação e otimização do processo de polimerização do estireno.

Públicos de longa-metragens brasileiros lançados no período 2001-2003: relações de casualidade e tendências preditivas

O presente trabalho teve por objeto o estudo das possíveis relações de casualidade entre o público total em 87 filmes brasileiros, lançados em salas de exibição no Brasil durante o período entre 2001-2003 e um conjunto de quatorze variáveis, disponíveis em dois momentos distintos: antes e depois do lançamento do filme. A partir do trabalho de dois pesquisadores norte-americanos, Simonoff e Sparrow (2000), foram ampliados os esteios teóricos que deram sustentação ao experimento desenvolvido pelo autor. A validação das variáveis aplicáveis ao estudo brasileiro, bem como a identificação de novas, foram resultantes de entrevistas em profundidade a partir de um questionário semi-estruturado, realizadas com profissionais do setor audiovisual. A pesquisa de campo baseou-se em fontes secundárias de reconhecida fidedignidade e a análise resultou na identificação de correlações entre algumas das variáveis utilizadas no experimento e na formulação de um modelo matemático compatível com a predição de público, nas condições encontradas no período de 2001 a 2003, que corroborou a suposição inicial de que é possível, com certo grau de confiança, antecipar tendências quanto ao número de expectadores de filmes brasileiros no circuito exibidor do Brasil.

Configuração espacial e hierarquia urbana - rede de cidades no Paraná

A distribuição de recursos públicos de modo equilibrado e bem aplicado é questão de suma importância para administradores públicos e planejadores, especialmente em países como o Brasil que, a cada ano, vê sua capacidade de investimento mais reduzida e onde mais se acentuam os desníveis sociais. Este trabalho trata da questão da regionalização através de uma análise centrada nos dados sócio- econômicos que guardam melhor relação com a estrutura espacial, utilizando o modelo de centralidade com a finalidade de auxiliar o planejamento urbano e regional e munir os administradores públicos com instrumentos de decisão para uma melhor distribuição de recursos. A metodologia aqui empregada, busca incorporar ao modelo matemático utilizado a característica de macroanálise, ainda não anteriormente testada, permitindo assim uma eficácia maior da representação da realidade regional. Descarta de saída a possibilidade de ser resposta única para a questão da regionalização, e sobretudo, visa ser um modelo que se alimenta via interações, permitindo inúmeras soluções , tanto melhores quanto forem as tentativas de otimização do método O tratamento dos dados se desenvolve a partir de relações de cada unidade de análise, com os demais, neste caso, cada unidade municipal do estado do Paraná com as demais localidades não municipais e relevantes pontos de entroncamento da rede viária. Utiliza-se o modelo de variadas formas para estabelecer parâmetros de similaridade entre as unidades de análise, que é medido através da correlação entre os resultados finais do modelo de centralidade. A utilização de apenas duas variáveis, População e PIB per capita, conseguiu resultados melhores e mais significativos do que a utilização de diversas variáveis. A inclusão de um maior número delas fez variar pouco no tocante a centralidade das regiões. Assim como as variáveis utilizadas, a maneira como se tomou as adjacências de cada município teve uma importância grande por causa da forte componente gravitacional do modelo de centralidade. Mudanças no mapa de adjacência faziam variar consideravelmente a hierarquia de centralidade dos municípios. Portanto, o método utilizado pareceu adequado no tocante a representação da realidade regional do Estado do Paraná, porém alguns ajustes necessitam ser efetuados para melhoria dos resultados.

Análise de tendência do índice Bovespa em tempo real utilizando técnicas de inteligência artificial

Estudamos e propusemos uma solução para o caso específico do índice Bovespa (fechamento) à vista. Utilizamos técnicas de inteligência artificial, estudando modelos pouco estruturados para a análise de tendências de alta ou queda deste índice. Modelo matemático aliado às técnicas de IA é comparado e integrado, procurando adequar às necessidades de análise na área de negócios.

Estudo da teoria de preços por arbitragem : "the arbitrage pricing theory (APT)"

Trata da explicação da teoria do APT, abarcando o estudo de suas fontes de referência, pressupostos, modelo matemático, testes empíricos e estudos de aplicação prática de suas medidas de risco. Ressalta os aportes da teoria ao estudo do risco de preços da Teoria Financeira, descrevendo os trabalhos que identificaram vantagens do APT em relação ao CAPM, relativas ao conteúdo econômico de sua equação de equilíbrio e compravaçãu empírica. Inclue um levantamento das críticas realizadas à teoria, destacando os argumentos de resposta fornecidos pelos defensores do APT. Também explica a: metccoloçias de estimativa e teste do modelo, ilustrando a forma em que são mensurados os fatores econórnicc, de risco de preços

A propensão ao financiamento através de cartões de crédito

Esta dissertação aborda as causas da tendência ao financiamento dos clientes de cartões de crédito da CREDICARD, que tem uma base de clientes superior a 5 milhões de contas e 7 milhões de cartões. O financiamento – seja através do Crédito Rotativo, pela simples não-quitação da integralidade da fatura, seja através da utilização de produtos com taxas de juros pré-fixadas como o Parcelamento com Juros ou o Crédito Pessoal – é responsável por mais de 50% das receitas da Administradora. Analisamos aqui diversos motivos que possam levar a explicar os picos e vales da Propensão ao Financiamento através de cartões de crédito, sejam eles conseqüência de variáveis de Emprego & Renda, Produção, Indicadores Econômicos, devidos a sazonalidade ou a decisões internas da Empresa, ou ainda outras causas. A seguir aproveitamos a experiência adquirida para estabelecer um modelo matemático explicativo de tal desempenho, e ainda avaliar a capacidade preditiva de tal modelo. Os resultados obtidos indicam uma forte influência das decisões de distribuição da base de clientes sobre o comportamento da Propensão, bem como os impactos da sazonalidade, de indicadores nacionais de Produção e das operações de crédito totais do sistema financeiro a pessoas físicas. O que não invalida influências de outras variáveis, que podem ter seu comportamento refletido pela conjunção do comportamento de outras variáveis.

Aquametria por microondas : desenvolvimento de transdutor em microfita

Este trabalho apresenta uma metodologia para o desenvolvimento de transdutor de microondas para a mensuração de umidade em produtos agrícolas com a utilização de estruturas planares em microfita. O termo aquametria é definido na literatura como a área da instrumentação responsável por mensurar a quantidade de água presente em sólidos e líquidos via identificação de suas propriedades dielétricas. São apresentados alguns aspectos relativos à aquametria, seguidos do modelo matemático e numérico da interação das ondas eletromagnéticas no meio dielétrico com perdas. O modelo matemático é então especializado para dar conta de uma microfita com uma amostra úmida superposta. A partir desses resultados, são apresentadas três propostas de transdutores que buscam mensurar a permissividade dielétrica complexa efetiva do conjunto microfita mais amostra. Os transdutores propostos são então simulados com a aplicação do método de diferenças finitas no domínio tempo, objetivando não só verificar a qualidade dos mesmos, mas também validar o modelo matemático.

Tratamento de efluente de curtume por contactores biológicos rotatórios com opção de pré-tratamento por reator acidogênico

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a performance de um sistema de tratamento baseado no processo de Contactores Biológicos Rotatórios (CBR), com a opção de prétratamento por Reator Acidogênico (RA), para o tratamento do efluente de um curtume que realiza as operações de recurtimento e acabamento. Os estudos experimentais foram desenvolvidos em escala de bancada, onde foram testadas duas configurações para a estação de tratamento. Na Configuração I o Reator Acidogênico precede o sistema de CBR, na Configuração II apenas um decantador precede os CBR. Para cada configuração foram testados três Tempos de Detenção Hidráulica (TDH) de 90, 45 e 22 horas no sistema de CBR correspondentes as Etapas 1, 2 e 3 respectivamente. Deste modo foi possível avaliar a influência do RA no desempenho dos CBR, sendo que o RA teria a função de promover a hidrólise e solubilização da matéria orgânica dificilmente degradável, facilitando a ação dos microrganismos aeróbios nos CBR. Foi avaliada a remoção de matéria orgânica nas três etapas das duas configurações estudadas, tendo como resultados eficiências (remoção de DQOt) de 60%, 61% e 63% para as etapas 1,2 e 3 respectivamente da Configuração I e 81%, 83% e 66% para as etapa 1, 2 e 3 da Configuração II. Também foram avaliadas as remoções de cromo além da nitrificação e denitrificação no sistema de tratamento. A comparação entre as duas Configurações estudadas ficou prejudicada devido a mudanças nas características do efluente do curtume que na Configuração II apresentou uma maior degradabilidade (maior relação DBO/DQO) que na Configuração I. Mesmo assim, foi obtida uma correlação entre os dados de carga de DQOsol aplicada e removida indicando que o Reator Acidogênico promoveu uma otimização no sistema de CBR. Assim foi possível avaliar as características operacionais e a proposição de modelo matemático referente ao desempenho de CBR tratando um efluente real de lenta degradação.

Inflação interna da empresa

Este estudo analisa a necessidade de se calcular a Inflação Específica de uma empresa, partindo da premissa de que o mercado não divulga índices adequados para que uma empresa possa analisar o efeito das variações dos preços na sua estrutura de custos. Todos os índices publicados ou medem a inflação para o consumidor ou medem os preços de atacado, refletindo a média nacional ou a de regiões metropolitanas. Assim, conhecer a inflação específica de uma empresa, comparando-a com os índices nacionais, regionais e setoriais, é uma informação relevante que irá auxiliar os administradores a avaliar a política de preços de seus fornecedores de bens e serviços e a entender melhor o efeito das políticas governamentais na sua estrutura de custos. Este trabalho se propõe a analisar o que existe sobre esse assunto e oferecer um manual de procedimentos operacionais para que as empresas possam calcular seu Índice Interno de Preços.

Modelos de simulação espacial de efeitos de pastejo em vegetação campestre

O principal objetivo da tese foi desenvolver um modelo matemático computacional espacialmente explícito, de autômatos celulares (CA), capaz de simular a dinâmica de vegetação campestre sob pastejo, descrita por tipos funcionais de plantas (PFTs), ao invés de espécies. Com dados obtidos a campo, utilizou-se um método recursivo de identificação politética de PFTs a partir de atributos morfológicos das plantas, de forma a expressar máxima correlação com diversidade de espécies. A alternância entre condições experimentais de exposição e exclusão de pastejo permitiu produzir variação em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação descrita por esses PFTs. A seguir buscou-se modelar a dinâmica da vegetação. Assumiu-se que a dinâmica da vegetação, embora complexa, pudesse ser simulada a partir de mecanismos relativamente simples incorporados a um modelo CA formado por uma grade de células (comunidades). Cada célula tem uma dada composição de PFTs a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e da vizinhança e matrizes de transição determinadas empiricamente com os dados experimentais. A dinâmica simulada da composição de comunidades excluídas do pastejo mostrou determinismo no sentido de um PFT único, característico daquelas comunidades. A mesma tendência não foi observada nas simulações de comunidades sempre pastejadas. Os resultados indicam uma razoável concordância entre a dinâmica simulada e real, para as comunidades excluídas; e uma discordância para as comunidades sempre pastejadas. Sugere-se que diferenças no arranjo espacial inicial das comunidades motivam falhas do modelo sob pastejo. O Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), na França, vem desenvolvendo um modelo simulador multi-agente espacializado como objetivo de representar realisticamente o manejo da vegetação campestre natural sob diferentes regimes de pastejo. Ele foi concebido como uma ferramenta de pesquisa para explorar o comportamento animal em pastagens heterogêneas Nesse modelo implícito e determinístico, uma definição funcional de três diferentes comunidades vegetais foi introduzida objetivando simular a dinâmica de pastagens multi-espécies. Isto foi feito pela intercambio de parâmetros do modelo com atributos funcionais da comunidade. Do ponto vista conceptual o modelo apresentou boa resposta e parece adequado para simular a dinâmica de uma vegetação campestre por atributos funcionais. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para alto nível de utilização, mas não tão bom para médio e baixo nível de pastejo, ou seja, comunidades vegetais mais heterogêneas. Reforça-se a idéia de que mais modelos que levem em conta a estrutura horizontal da vegetação são necessários.

Desenvolvimento da técnica para determinação dos parâmetros térmicos de contorno aplicados ao projeto de peças forjadas

O presente trabalho descreve os resultados da pesquisa que tem por objetivo a determinação de parâmetros térmicos de um corpo sólido: o valor médio da emissividade total e o coeficiente médio de transferência de calor por convecção. Foi desenvolvido o modelo matemático do processo de resfriamento de um corpo forjado. Foram examinados os métodos da determinação dos parâmetros mencionados, que estão descritos na literatura, e também foram analisadas as possibilidades de aproveitá-los no processo de forjamento. No meio de métodos analisados, o método do Instituto IBF (Institut für Bildsame Formgebung, IBF, RWTH, Aachen, Alemanha), foi considerado o mais apropriado tendo a metodologia deste trabalho seguindo a mesma sistemática. Aproveitando a metodologia do IBF para a determinação dos parâmetros térmicos mencionados e o modelo matemático do resfriamento de um corpo forjado, foi desenvolvida uma nova técnica para determinar o valor médio da emissividade total e o coeficiente médio de transferência de calor por convecção de um corpo sólido. Os materiais analisados foram o aço ABNT 1045 e a liga de alumínio AA 6061. Foram feitas as comparações dos resultados obtidos pela técnica desenvolvida com o método do IBF.

Probabilidade de financiamento por cartões de crédito híbridos

Esta pesquisa tem o objetivo de identificar as variáveis e sua influência na propensão à aquisição de crédito pessoal, propondo um modelo estatístico de propensão ao financiamento por cartões de crédito híbridos para maximização de contratação de crédito e otimização dos esforços de marketing. O estudo descritivo pode gerar insights para a compreensão da expansão do crédito ao consumo, sobretudo num contexto de escassez de opções de financiamento e limitação no canal de distribuição. Foram usados dados de uma base de clientes de uma instituição financeira com variáveis sócio demográficas e transacionai, e o modelo matemático foi seguido da validação de sua capacidade preditiva.

Teoremas de envelope de Milgrom e Segal : uma aplicação a desenho de mecanismo

Este trabalho estuda a teoria de desenho de mecanismo. Desenho de mecanismo passou a fazer parte da teoria econômica à partir da década de 60. Seu desenvolvimento deve-se, em grande parte aos trabalhos de Vickrey, Clarke e Groves relacionados a problemas de incentivo. Esta dissertação apresenta os principais desenvolvimentos teóricos na área de desenho de mecanismo, destacando a importância dos conhecidos teoremas de envelope para estes problemas. É apresentada também uma nova versão do teorema de envelope desenvolvida por Milgrom e Segal que pode amplamente ser empregada em problemas de desenho de mecanismos. Essa nova versão do teorema de envelope de Milgron e Segal permite relaxar algumas hipóteses restritivas da teoria de desenho de mecanismos, permitindo obter novos resultados e explorar aqueles já estabelecidos, principalmente em problemas relacionados a desenhos de leilões.