Cadeias reversas de reciclagem de PET : análise de oportunidade de melhoria

Analisa oportunidades de melhoria e propõe medidas para a otimização de uma cadeia específica de reciclagem de PET, voltada à transformação de embalagens PET descartadas em fibras sintéticas de poliéster, e posteriormente em nãotecidos. Identifica alguns conceitos relevantes para os canais de distribuição reversos. Ressalta a importância da busca de soluções para a problemática do lixo, destacando os canais reversos de reciclagem como parte fundamental de uma solução sustentável para o problema.

Desenvolvimento de métodos analíticos para determinação de níquel e vanádio em petróleo por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite

Neste trabalho foram investigados diferentes métodos de preparação de amostra para a determinação de níquel e vanádio em óleo cru usando a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS). Investigou-se o uso de xileno como diluente, o qual foi inadequado devido à baixa estabilidade de níquel nas soluções e resultando na contaminação do equipamento. As soluções diluídas em isobutilmetilcetona apresentaram melhor estabilidade, mas não houve reprodutibilidade das medidas com os padrões orgânicos de níquel. Melhores resultados foram obtidos com emulsões óleo-em-água, usando Triton X-100 como surfactante. Também foi estudado o uso de padrões aquosos (inorgânicos) para o preparo das emulsões. Após o estabelecimento de curvas de pirólise para padrão e amostra de óleo cru, observou-se diferença no comportamento térmico do níquel na matriz de óleo cru. Foi então realizada uma investigação usando um espectrômetro de absorção atômica com fonte contínua de alta resolução (HR-CS AAS), equipamento com elevada capacidade de correção de fundo, e constatou-se que cerca de 50 % do analito é perdido em temperaturas abaixo de 400 ºC, enquanto que o restante é termicamente estável até pelo menos 1200 ºC. A fim de resolver o problema de perda de níquel volátil, foi investigado o uso de paládio como modificador químico. Através de curvas de pirólise com e sem paládio, observou-se que a mesma perda também ocorreu para o vanádio. Após a otimização da melhor quantidade de paládio, verificou-se que foi necessária uma quantidade de 20 µg de paládio para estabilização de níquel e vanádio. A determinação de níquel e vanádio total em amostras de óleo cru foi realizada usando-se paládio como modificador químico. A especiação destes elementos foi possível através da determinação das espécies estáveis, provavelmente compostos salinos não porfirínicos de níquel e vanádio, sem a adição de paládio, e a fração de compostos voláteis (provavelmente porfirinas de níquel e vanádio) foi calculada por diferença. Estabeleceram-se as figuras de mérito obtendo-se valores de massa característica de 19 e 33 pg e limite de detecção de 43 e 113 pg para níquel e vanádio, respectivamente. Esses resultados são compatíveis com dados reportados na literatura. A exatidão deste procedimento foi verificada pela análise dos materiais de referência certificados de metais traço em óleo residual (SRM 1634c) para níquel e vanádio e o petróleo (RM 8505) somente para vanádio e também por comparação com os resultados obtidos por HR-CS AAS para várias amostras de óleo cru. A aplicação do teste estatístico t-student aos resultados de níquel e vanádio total obtidos por GF AAS e HR-CS AAS mostrou que os mesmos não são significativamente diferentes a um nível de 95% de confiança.

Desenvolvimento de um simulador genérico de processos dinâmicos

Simulador de processos é uma ferramenta valiosa, pois possibilita desde a validação de projetos e sua operabilidade prática até aumentos de produção e redução de custos. Devido a estes e outros fatores, o interesse industrial em técnicas e pacotes computacionais para a modelagem, simulação e otimização de processos tem crescido muito nos últimos anos. Juntamente com este interesse cresce a qualidade das ferramentas disponíveis no mercado para tal, mas estas ainda não satisfazem totalmente as expectativas de seus usuários. Este trabalho consiste no projeto de um novo simulador genérico para processos dinâmicos que satisfaça os usuários de forma mais completa do que os disponíveis atualmente no mercado. Para tanto, foram reunidas e, quando necessário, desenvolvidas novas técnicas relativas à descrição, análise e solução de problemas dinâmicos. Uma nova linguagem de modelagem orientada a objetos e um sistema de tradução da representação nesta linguagem para sistemas de equações foram propostos. Métodos de análise dos sistemas de equações provenientes da modelagem foram desenvolvidos com o intuito de auxiliar o usuário na detecção de erros de modelagem. Algoritmos para solução de sistemas dinâmicos e estacionários foram reunidos e uma arquitetura interna foi proposta. Por fim, o sistema como um todo foi testado através de sua aplicação em problemas típicos e outros que não podem ser resolvidos diretamente com os pacotes computacionais disponíveis no mercado. O teste com os problemas práticos provou que a estrutura proposta é adequada e apresenta uma série de vantagens quando comparada com softwares largamente utilizados na simulação de processos.

Tecnologia de informação e colaboração interorganizacional: um estudo no varejo de grande porte no setor de confecção

A colaboração interorganizacional, é uma realidade que atinge muitas empresas, de todos os portes e setores. A TI aumenta a capacidade de gerenciamento e coordenação através de fronteiras organizacionais, permitindo redução de custos, otimização de recursos e melhor coordenação e o controle gerencial. Este projeto identificou o papel da TI nos relacionamentos colaborativos entre empresas. Para isso, analisou-se o emprego da TI no relacionamento colaborativo entre varejistas e fornecedores, no Setor de Confecção. Como resultado da pesquisa, os conceitos estabelecidos foram organizados em um modelo teórico e resumidos em um constructo sobre a colaboração interorganizacional apoiada pela TI.

Reaproveitamento de águas e efluentes inorgânicos de uma indústria petroquímica

A escassez de água, o alto custo do tratamento de efluentes e a iminente cobrança pelo uso e descarte da água vêm preocupando a sociedade e incentivando pesquisas na área de otimização do uso da água e minimização de efluentes. O setor industrial é um dos setores que mais tem se preocupado e se empenhado em encontrar soluções para este problema, pois vivencia os dois problemas ao mesmo tempo, a alta demanda de água e o tratamento dos efluentes gerados. É neste contexto que este trabalho se insere, através de um estudo de caso na Companhia Petroquímica do Sul (Copesul), mais especificamente no setor de utilidades. Neste estudo, foi feita uma análise dos principais processos envolvidos, desde a captação da água até seus consumidores finais, para a identificação da demanda de água e dos locais com maior potencial de reaproveitamento. Para tanto, foi necessária a realização de um balanço hídrico da unidade de tratamento de água usando combinações de dados de planta, estimativas e medições em campo, que foram ajustados através de reconciliação de dados. Os resultados obtidos para esta primeira etapa foram satisfatórios, obtendo uma redução do consumo de água estimada em 40 m3.h-1 e economia anual com o tratamento da água e efluentes de aproximadamente R$ 80.000,00. Também foram apresentadas duas propostas de configurações na planta para a aplicação destas alternativas de reaproveitamento. Numa segunda etapa, realizou-se um balanço de massa e energia para a torre de resfriamento, objetivando reduzir tanto o consumo de água de reposição como o descarte de efluente. O potencial de redução obtido na taxa volumétrica de purga do sistema, considerando apenas o efeito evaporativo e estado estacionário, foi estimado em 20 %. As iniciativas de reuso das águas de lavagem e enxágüe dos equipamentos, bem como da otimização do sistema de resfriamento, conduzem a uma redução da demanda de água e da geração de efluentes, trazendo benefícios econômicos e ambientais para a indústria.

Recuperação de águas de processos : desenvolvimento de um problema padrão

Atualmente, a consciência de que os recursos naturais são esgotáveis e que a geração de poluentes deve ser evitada para impedir um sério problema ambiental, são aspectos que já estão sendo considerados na indústria química. Isto se reflete em uma das principais preocupações enfrentadas por este setor: a minimização de efluentes. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver um problema padrão na área de integração mássica para recuperação de água de processos, sugerindo uma metodologia que ajude a solucionar esta grande preocupação. O problema padrão proposto é suficientemente simples para sua rápida compreensão, e complexo o suficiente para representar uma típica situação industrial. Na metodologia empregada, técnicas de integração mássica como: reuso, reciclo e regeneração são utilizadas, alternativamente ao tratamento de final de tubulação, a fim de reduzir a demanda de água consumida e minimizar a quantidade de efluente líquido tratado e descartado. A síntese da rede de integração mássica foi feita através da construção de uma superestrutura, contendo todas as possíveis configurações em potencial para o sistema proposto. A solução do problema foi obtida via programação não linear mista inteira (MINLP). Um estudo comparativo entre as diversas configurações obtidas foi realizado. Uma análise da operabilidade das principais configurações da rede de integração mássica foi feita para garantir que a rede sintetizada seja operável.

Ensaios sobre gestão de riscos em empresas não-financeiras

Este trabalho está fundamentado no desenvolvimento de três artigos distintos. Os dois primeiros artigos têm caráter estritamente empírico, buscando identificar a prática do uso de derivativos pelas corporações não-financeiras. O último artigo tem caráter teórico, através do qual foi desenvolvido um modelo de otimização referente à gestão de riscos. Mais especificamente, o primeiro artigo trata empiricamente da averiguação do relacionamento entre características específicas das empresas e a utilização de instrumentos de administração de riscos financeiros. São avaliadas variáveis financeiras que possibilitam discriminar empresas usuárias das não-usuárias de derivativos no mercado americano. O segundo artigo envolve uma pesquisa baseada em questionários respondidos por executivos financeiros sobre o uso de derivativos por empresas não-financeiras brasileiras. Considerando-se as características da economia e do mercado de derivativos os resultados, de caráter eminentemente descritivo, traçam um panorama geral do atual estágio de operacionalização da gestão de riscos no Brasil. O terceiro artigo estuda, de maneira teórica, as decisões de gestão de riscos que levam à maximização de lucros da empresa considerando os custos advindos do endividamento externo e os benefícios da liquidez medida pelos recursos internos. Considerando-se imperfeições de mercado, como, por exemplo, conflitos de agência e assimetria de informação, são demonstrados os critérios de otimização da função de gestão de riscos. Em particular, é obtida analiticamente uma fórmula para o índice de hedge ótimo.

Uma abordagem integrada para a gestão da liquidez e alocação de recursos no curto prazo em bancos comerciais

Neste trabalho é desenvolvido um modelo integrado para alocação ótima de ativos em bancos comerciais que incorpora restrições incertas de liquidez, atualmente ignoradas por modelos de RAROC e EVA. Se por um lado o lucro econômico considera o custo de oportunidade de ativos com risco, o que pode inclusive incorporar um prêmio de liquidez, por outro é negligenciado o risco de falha devido à falta de fundos suficientes para enfrentar demandas inesperadas de caixa, oriundas de corridas, saques excepcionais de linhas de crédito, ou perdas de crédito, de mercado, ou operacionais, o que pode ocorrer conjuntamente com episódios de racionamento de crédito interbancário ou crises sistêmicas de liquidez. Dada uma restrição de liquidez que pode incorporar tais fatores, há uma probabilidade Pf de que haja uma falha e a restrição de liquidez não seja obedecida, resultando em perda de valor para o banco, representada pela perda estocástica por falha Lf. O lucro econômico total, dada a possibilidade de perda devido à falta de liquidez, é então dinamicamente otimizado, resultando em um esquema de alocação de curto prazo capaz de integrar riscos de mercado, de crédito e operacionais na gestão de liquidez em bancos comerciais. Embora uma abordagem geral via simulação seja sugerida, também é apresentada uma solução fechada, válida sob certos pressupostos simplificadores, cuja otimização é discutida detalhadamente. Uma análise de fatos estilizados é apresentada a seguir, havendo indícios de que a tendência corrente de redução das taxas de juros no Brasil tem influenciado a queda no nível de ativos líquidos como proporção dos depósitos, aumentando a relevância dos modelos de gestão de liquidez, como o aqui proposto. Também foi feita uma implementação do modelo com dados de bancos brasileiros da qual estimou-se um ganho de cerca de 8,5% ao ano no retorno sobre o patrimônio líquido em relação à otimização que não leva em conta as perdas por falta de liquidez. Embora não seja possível estabelecer a significância do resultado em virtude das aproximações utilizadas, observou-se que a sensibilidade deste ganho não é alta em relação a variações nos parâmetros, que modificados de 20%, para mais e para menos, produziram ganhos entre 6,3% e 8,8% ao ano. Os ganhos chegam a 11,1% se o volume de recursos líquidos disponíveis para alocação for aumentado em quatro vezes e mesmo se a perda dada uma falha for reduzida de 8,6 vezes ainda há ganhos anuais de cerca de 0,5% no retorno sobre o patrimônio líquido, dando indícios empíricos de que o modelo possa ter impacto relevante na criação de valor em bancos.

Medição e controle de desempenho estratégico em sistemas de manufatura

O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para medição e controle de uma estratégia pré-existente de manufatura, visando a preencher uma lacuna identificada nos processos de gestão estratégica – a falta de alinhamento automático das ações definidas nos processos de planejamento estratégico de manufatura com a medição do desempenho. Observada sob uma perspectiva sistêmica, a manufatura se relaciona com o meio pela importação de informação, energia e materiais, exportando produtos, informação e serviços. Através de mecanismos de realimentação, como a medição de desempenho e a monitoração de grandezas ambientais, a manufatura governa seus recursos de modo a atingir objetivos, geralmente estabelecidos no planejamento estratégico. Considerando a problemática de medição e controle, faz-se uma discussão sobre a perspectiva sistêmica da manufatura, sobre formas de estruturar objetos, muitas vezes intangíveis, que deverão ser medidos e sobre modelos já propostos de medição do desempenho organizacional, comparando-os e propondose uma classificação. Apoiado na revisão bibliográfica, por um método de pesquisa hipotético-dedutivo, propõe-se uma metodologia para estruturar um sistema de medição de uma estratégia existente, que permita o controle das ações sempre que os objetivos não estejam sendo alcançados e que possa se adaptar sempre que o cenário estratégico varie. Por um método de trabalho de aproximações parciais testa-se e refina-se a metodologia proposta. Inicia-se a fase experimental pela modelagem e avaliação da capacidade de competição de uma manufatura de equipamentos eletrônicos, dada uma estratégia existente. Passa-se então à modelagem de parâmetros de processo de manufatura, tais como o tempo de atravessamento, o inventário em processo e o desempenho, necessários para medições internas, testada em uma manufatura calçadista. Agrega-se então ao conhecimento já testado uma técnica de otimização de cursos de ação estratégica e testa-se a metodologia como um todo em uma estratégia existente de manufatura mecânica. Ao fim, discute-se o caso e comparam-se os resultados com outras fontes, encaminhando-se a continuidade de pesquisas.

Uma ferramenta para geração de filtros FIR paralelos otimizados com coeficientes constantes

Esta dissertação trata da elaboração de uma ferrramenta para a geração de filtros FIR otimizados paralelos com coeficientes constantes. A ferramenta desenvolvida é capaz de gerar uma descrição VHDL de um filtro FIR paralelo com coeficientes constantes a partir das especificações do filtro. São exploradas técnicas de otimização de coeficientes e de otimização arquitetural. As técnicas empregadas são baseadas no uso de representações ternárias e redução do número de digitos não-zero dos coeficientes, uso de fatores de escala e eliminação de sub-expressões comuns. No texto, uma breve introdução sobre os filtros digitais é apresentada seguida por uma série de trabalhos encontrados na literatura relacionados às técnicas mencionadas e que são apresentados como base para o desenvolvimento da ferramenta implementada nesta dissertação. O funcionamento da ferramenta é detalhado tanto nos seus aspectos de algoritmo quanto em nível de implementação. São apresentados resultados de síntese em alguns de filtros hipotéticos projetados utilizando a ferramenta desenvolvida. Uma análise detalhada dos resultados obtidos é realizada. Os apêndices deste trabalho apresentam o código fonte da ferramenta de síntese de filtros desenvolvida.

Automatic layout generation of static CMOS circuits targeting delay and power

The evolution of integrated circuits technologies demands the development of new CAD tools. The traditional development of digital circuits at physical level is based in library of cells. These libraries of cells offer certain predictability of the electrical behavior of the design due to the previous characterization of the cells. Besides, different versions of each cell are required in such a way that delay and power consumption characteristics are taken into account, increasing the number of cells in a library. The automatic full custom layout generation is an alternative each time more important to cell based generation approaches. This strategy implements transistors and connections according patterns defined by algorithms. So, it is possible to implement any logic function avoiding the limitations of the library of cells. Tools of analysis and estimate must offer the predictability in automatic full custom layouts. These tools must be able to work with layout estimates and to generate information related to delay, power consumption and area occupation. This work includes the research of new methods of physical synthesis and the implementation of an automatic layout generation in which the cells are generated at the moment of the layout synthesis. The research investigates different strategies of elements disposition (transistors, contacts and connections) in a layout and their effects in the area occupation and circuit delay. The presented layout strategy applies delay optimization by the integration with a gate sizing technique. This is performed in such a way the folding method allows individual discrete sizing to transistors. The main characteristics of the proposed strategy are: power supply lines between rows, over the layout routing (channel routing is not used), circuit routing performed before layout generation and layout generation targeting delay reduction by the application of the sizing technique. The possibility to implement any logic function, without restrictions imposed by a library of cells, allows the circuit synthesis with optimization in the number of the transistors. This reduction in the number of transistors decreases the delay and power consumption, mainly the static power consumption in submicrometer circuits. Comparisons between the proposed strategy and other well-known methods are presented in such a way the proposed method is validated.

A firma e o farol: a decisão de investimento da firma sob uma perspectiva de racionalidade limitada: oito estudos de caso

Esta tese oferece uma releitura crítica da influente obra de Herbert A. Simon e alguns de seus seguidores sobre a decisão de modo geral, tendo em vista um problema específico: a decisão de investimento da firma. A partir de um exercício de aplicação teórica, bem como de um conjunto de oito estudos de caso, propõe-se um modelo sintético ou roteiro para a compreensão da decisão de investimento da firma segundo uma perspectiva processual que se baseia na idéia central de construção de uma representação da realidade. Esta estaria sujeita a limitações de caráter cognitivo à coleta e ao processamento de informações (racionalidade limitada), bem como ao condicionamento das possibilidades de ação efetivamente disponíveis ao empreendedor, mediante uma rede de sinergias e escolhas menores cujas conseqüências não foi possível prever ao longo de um amplo leque de dimensões, a decisões passadas (liberdade limitada, conceito original introduzido por esta tese). Com base nessa estrutura, divide-se o processo decisório em três etapas (busca, análise e escolha), discutindo-se em detalhe cada um deles e ressaltando elementos importantes que conferem estrutura e coerência ao processo, dado o pressuposto de que a otimização irrestrita neoclássica não é alcançável, na prática, no caso da decisão de investimento da firma.

Métodos multigrid paralelos em malhas não estruturadas aplicados à simulação de problemas de dinâmica de fluidos computacional e transferência de calor

Fenômenos naturais, tecnológicos e industriais podem, em geral, ser modelados de modo acurado através de equações diferenciais parciais, definidas sobre domínios contínuos que necessitam ser discretizados para serem resolvidos. Dependendo do esquema de discretização utilizado, pode-se gerar sistemas de equações lineares. Esses sistemas são, de modo geral, esparsos e de grande porte, onde as incógnitas podem ser da ordem de milhares, ou até mesmo de milhões. Levando em consideração essas características, o emprego de métodos iterativos é o mais apropriado para a resolução dos sistemas gerados, devido principalmente a sua potencialidade quanto à otimização de armazenamento e eficiência computacional. Uma forma de incrementar o desempenho dos métodos iterativos é empregar uma técnica multigrid. Multigrid são uma classe de métodos que resolvem eficientemente um grande conjunto de equações algébricas através da aceleração da convergência de métodos iterativos. Considerando que a resolução de sistemas de equações de problemas realísticos pode requerer grande capacidade de processamento e de armazenamento, torna-se imprescindível o uso de ambientes computacionais de alto desempenho. Uma das abordagens encontradas na literatura técnica para a resolução de sistemas de equações em paralelo é aquela que emprega métodos de decomposição de domínio (MDDs). Os MDDs são baseados no particionamento do domínio computacional em subdomínios, de modo que a solução global do problema é obtida pela combinação apropriada das soluções obtidas em cada um dos subdomínios Assim, neste trabalho são disponibilizados diferentes métodos de resolução paralela baseado em decomposição de domínio, utilizando técnicas multigrid para a aceleração da solução de sistemas de equações lineares. Para cada método, são apresentados dois estudos de caso visando a validação das implementações. Os estudos de caso abordados são o problema da difusão de calor e o modelo de hidrodinâmica do modelo UnHIDRA. Os métodos implementados mostraram-se altamente paralelizáveis, apresentando bons ganhos de desempenho. Os métodos multigrid mostraram-se eficiente na aceleração dos métodos iterativos, já que métodos que utilizaram esta técnica apresentaram desempenho superior aos métodos que não utilizaram nenhum método de aceleração.

Precificação de opções de dólar no mercado brasileiro utilizando redes neurais e algoritmos genéticos

Esse trabalho comparou, para condições macroeconômicas usuais, a eficiência do modelo de Redes Neurais Artificiais (RNAs) otimizadas por Algoritmos Genéticos (AGs) na precificação de opções de Dólar à Vista aos seguintes modelos de precificação convencionais: Black-Scholes, Garman-Kohlhagen, Árvores Trinomiais e Simulações de Monte Carlo. As informações utilizadas nesta análise, compreendidas entre janeiro de 1999 e novembro de 2006, foram disponibilizadas pela Bolsa de Mercadorias e Futuros (BM&F) e pelo Federal Reserve americano. As comparações e avaliações foram realizadas com o software MATLAB, versão 7.0, e suas respectivas caixas de ferramentas que ofereceram o ambiente e as ferramentas necessárias à implementação e customização dos modelos mencionados acima. As análises do custo do delta-hedging para cada modelo indicaram que, apesar de mais complexa, a utilização dos Algoritmos Genéticos exclusivamente para otimização direta (binária) dos pesos sinápticos das Redes Neurais não produziu resultados significativamente superiores aos modelos convencionais.

Carry trade em um modelo de carteira ótima de moedas

De todas as anomalias documentadas na literatura de finanças internacionais, a sistemática violação da Paridade Descoberta de Juros, ou como é mais conhecida – viés nas taxas futuras câmbio - é sem dúvida um assunto no campo de finanças internacionais que chamou muita atenção e gerou inúmeros estudos nos últimos 30 anos. A questão tratada neste trabalho é se estratégias designadas a explorar a violação da Paridade Descoberta de Juros são lucrativas o suficiente de forma a torná-las uma nova classe de ativos entre os investidores no mercado de câmbio, principalmente os especuladores. Segundo um relatório do Bank for International Settlements (BIS) de 2004, o mercado de moedas tornou-se uma nova classe de ativos por duas razões: violação sistemática da Paridade Descoberta de Juros e alterações macroeconômicas que geraram movimentos de valorização ou desvalorização de longa duração. Apresentamos primeiramente uma revisão da extensa literatura que trata da violação da Paridade Descoberta de Juros e posteriormente um estudo sobre tal violação para uma série de moedas escolhidas conforme sua relevância no volume de negociações médias diárias no mercado de câmbio internacional. Observamos que a violação, assim como já evidenciada em outros estudos, realmente existiu tanto para países desenvolvidos como para países em desenvolvimento. A parte final do trabalho mostrou que as operações destinadas a explorar tal violação não são lucrativas quando analisadas do ponto de vista de uma única moeda. Apesar disso, quando se utilizam modelos de otimização de carteiras, percebem-se não somente retornos comparáveis a outras classes de ativos comumente utilizadas pelos especuladores, mas também com uma relação risco retorno sensivelmente maior. Concluiu-se então que carteiras ótimas de moedas designadas a explorar a violação da hipótese de mercado eficiente são lucrativas, e tal prática pode realmente explicar o aumento nas negociações diárias de diversas moedas nos últimos anos.