Modelagem Molecular: Uma Ferramenta para o Planejamento Racional de Fármacos em Química Medicinal

The molecular basis of modern therapeutics consist in the modulation of cell function by the interaction of microbioactive molecules as drug cells macromolecules structures. Molecular modeling is a computational technique developed to access the chemical structure. This methodology, by means of the molecular similarity and complementary paradigm, is the basis for the computer-assisted drug design universally employed in pharmaceutical research laboratories to obtain more efficient, more selective, and safer drugs. In this work, we discuss some methods for molecular modeling and some approaches to evaluate new bioactive structures in development by our research group.

Connectivity in sol-gel silica glasses

In this work it is carried out a review on structural parameters related to the evaluation of pore connectivity of nanostructures. The work describes parameters and methods of evaluation of geometric parameters. The concepts of connectivity are applied to silica gels and glasses obtained from sol-gel process. The study of pores connectivity was carried out using a combination of geometric modeling and experimental evaluation of specific surface area and pore volume. The permeability of the pore structure is evaluated and a permeability geometric factor, Pg, is proposed.

Otimização de um mecanismo fotoquímico para a simulação da atmosfera urbana brasileira

A photochemical reaction mechanism for the description of air quality in Brazilian urban regions is described and evaluated by comparison with chamber experiments. The mechanism was developed for use in ozone modeling and application of control strategies. The oxidation of ethanol and methyl-ter-butyl-ether is also considered. Using this chemical model, a trajectory simulation of Brazil Avenue, Rio de Janeiro, was performed. The model predicts that ozone should reach a maximum of 22.4 ppb at 14:57 h. This value is in good agreement with the experimental measurements of 22.5 ppb for 14:00 h and 22.3 ppb for 15:00 h.

Aplicação de alguns modelos quimiométricos à espectroscopia de fluorescência de raios-X de energia dispersiva

The objective of this work was to accomplish the simultaneous determination of some chemical elements by Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Spectroscopy through multivariate calibration in several sample types. The multivariate calibration models were: Back Propagation neural network, Levemberg-Marquardt neural network and Radial Basis Function neural network, fuzzy modeling and Partial Least Squares Regression. The samples were soil standards, plant standards, and mixtures of lead and sulfur salts diluted in silica. The smallest Root Mean Square errors (RMS) were obtained with Back Propagation neural networks, which solved main EDXRF problems in a better way.

Supporting Solution Business with an Integrated Enterprise System

Some of the world’s leading companies now compete by providing integrated solutions to identify and solve each customer’s business problem by providing services to design, integrate, operate and finance a product or system during its life cycle. At the same time, because of the requirements of new global economy, companies are implementing new integrated ERP systems. The objective of this thesis was to define how solution offering can be implemented in the integrated ERP system so that it is possible to sell, deliver and maintain solution offering with the new enterprise applications. The research was conducted as a qualitative case study research consisting of literature review, theme-interviews and an analysis phase. For a start this study introduces new insight for combining solution business, offering modeling and modern ERP system theories. The results of this research illustrate the limitations of an integrated ERP system to support solution business and show the need to develop a commercial product model in order to improve the combination of solution offering and IT systems.

Jatkuvatoimisen natriumhypokloriittireaktorin mallinnus

Natriumhypokloriittia voidaan valmistaa kloorista ja lipeästä jatkuvatoimisessa absorberissa. Tässä työssä tutkittiin kokeellisesti, miten kaasun ja nesteen virtausnopeudet vaikuttavat täytekappalekolonnin tulvimiseen ja painehäviöön, kuinka nopeasti kloori absorboituu lipeään ja kuinka suuri hypokloriittiliuoksen kierrätys tarvitaan, ettei hypokloriitti ala hajota. Lisäksi luotiin matemaattinen malli, jolla voidaan mitoittaa jatkuvatoiminen vastavirtaperiaatteella toimiva natriumhypokloriittireaktori. Kloori–lipeäsysteemin havaittiin tulvivan suuremmilla virtausnopeuksilla kuin ilma–vesisysteemin. Tosin osa kloorista absorboituu jo ennen täytekappalekerrosta, minkä vuoksi kaasun todellinen virtausnopeus täytekappalekerroksen alaosassa on pienempi kuin mitattu arvo. Kolonnin painehäviö nousee erittäin jyrkästi tulvimispisteen läheisyydessä. Koska kloori absorboituu lähes täydellisesti ja vain kolonnin alaosa tulvii, voidaan kolonnia painehäviön kannalta operoida lähellä tulvimispistettä. Sekä mallinnuksen että koetulosten perusteella yli 99,99 % kloorista absorboituu koeolosuhteissa kahden metrin täytekappalekerroksessa. Nopea absorptio johtuu erittäin nopeasta, irreversiibelistä kloorin reaktiosta ja prosessille tyypillisestä natriumhydroksidikonversion rajoittamisesta alle 94 %:iin. Jotta varmistetaan, ettei hypokloriitti ala hajota, valmista hypokloriittiliuosta täytyy kierrättää kolonniin vähintään noin 4-kertainen määrä tuoreen lipeän syöttömäärän nähden.

Projectes de modelatge i simulació avançada de sistemes mitjançant l'entorn ARENA

En l’exercici de les funcions típiques de qualsevol activitat humana, l’home ha de prendre decisions d’un o altre tipus permanentment i aquesta situació porta afegit, per lo general risc i incertesa, el que compromet la qualitat i l’èxit de la decisió. Per ajudar i contrarestar aquesta situació, l’home ha desenvolupat a través del temps una diversitat d’eines que li permeten minimitzar el risc i la incertesa en la presa de decisions. La simulació és una d’aquestes eines. Mitjançant la seva aplicació no només s’aconsegueix la comesa anterior, sinó que també es minimitzen els costos involucrats en la decisió mitjançant un millor ús dels recursos, la disminució del temps emprat per a la seva realització i la minimització de les probabilitats de risc. Aquest projecte representa la continuació d’un primer estudi introductori de la simulació anomenat: Estudi i guia docent per a modelatge i simulació de sistemes mitjançant l’entorn ARENA [9]. Realitzat per l’alumna d’Enginyeria en Organització Industrial de la Universitat de Vic, Montse Carbonell Crosas, l’any 2008 i sota la codirecció del director d’aquest segon projecte, el professor Juli Ordeix Rigo. Aquest nou projecte s’inicia amb una primera part teòrica, continguda dins del primer volum, la qual reforça els conceptes teòrics referents a la simulació amb ARENA, ja vistos en l’anterior projecte. Complementant aquells considerats bàsics i els de més utilitat i finalitza introduint nous conceptes avançats. Els nous capítols de temàtica avançada, junt als primers més bàsics de la primera part són exercitats dins de la segona, formant el segon volum d’aquest projecte. El mateix requereix la participació activa de l’alumne, per tal de realitzar cadascun dels 89 exercicis pràctics que es plantegen i poder onsolidar l’aprenentatge teòric d’aquesta eina avançada de simulació fent consultes als apartats teòrics recomanats dins de cada exercici. La complexitat dels exercicis anirà augmentant gradualment i s’insisteix en seguir la metodologia presentada en el projecte per a realitzar-los tots de forma ordenada i ascendent. L’ alumne quan acabi la part pràctica, haurà consolidat tota la part teòrica i serà capaç d’exercir com analista per tal de generar els seus propis projecte de simulació.

Advanced chemometric methods: Applicability on industrial data

Recent years have produced great advances in the instrumentation technology. The amount of available data has been increasing due to the simplicity, speed and accuracy of current spectroscopic instruments. Most of these data are, however, meaningless without a proper analysis. This has been one of the reasons for the overgrowing success of multivariate handling of such data. Industrial data is commonly not designed data; in other words, there is no exact experimental design, but rather the data have been collected as a routine procedure during an industrial process. This makes certain demands on the multivariate modeling, as the selection of samples and variables can have an enormous effect. Common approaches in the modeling of industrial data are PCA (principal component analysis) and PLS (projection to latent structures or partial least squares) but there are also other methods that should be considered. The more advanced methods include multi block modeling and nonlinear modeling. In this thesis it is shown that the results of data analysis vary according to the modeling approach used, thus making the selection of the modeling approach dependent on the purpose of the model. If the model is intended to provide accurate predictions, the approach should be different than in the case where the purpose of modeling is mostly to obtain information about the variables and the process. For industrial applicability it is essential that the methods are robust and sufficiently simple to apply. In this way the methods and the results can be compared and an approach selected that is suitable for the intended purpose. Differences in data analysis methods are compared with data from different fields of industry in this thesis. In the first two papers, the multi block method is considered for data originating from the oil and fertilizer industries. The results are compared to those from PLS and priority PLS. The third paper considers applicability of multivariate models to process control for a reactive crystallization process. In the fourth paper, nonlinear modeling is examined with a data set from the oil industry. The response has a nonlinear relation to the descriptor matrix, and the results are compared between linear modeling, polynomial PLS and nonlinear modeling using nonlinear score vectors.

Sustainable Waste-to-Energy Production: Performance Evaluation of Distributed Generation fuelled by Landfill Gas

The environmental impact of landfill is a growing concern in waste management practices. Thus, assessing the effectiveness of the solutions implemented to alter the issue is of importance. The objectives of the study were to provide an insight of landfill advantages, and to consolidate landfill gas importance among others alternative fuels. Finally, a case study examining the performances of energy production from a land disposal at Ylivieska was carried out to ascertain the viability of waste to energy project. Both qualitative and quantitative methods were applied. The study was conducted in two parts; the first was the review of literatures focused on landfill gas developments. Specific considerations were the conception of mechanism governing the variability of gas production and the investigation of mathematical models often used in landfill gas modeling. Furthermore, the analysis of two main distributed generation technologies used to generate energy from landfill was carried out. The review of literature revealed a high influence of waste segregation and high level of moisture content for waste stabilization process. It was found that the enhancement in accuracy for forecasting gas rate generation can be done with both mathematical modeling and field test measurements. The result of the case study mainly indicated the close dependence of the power output with the landfill gas quality and the fuel inlet pressure.

Avaliação do destino e bioacumulação de benzo(a)pireno através de simulação computacional

The objective of this work was to evaluate the environmental distribution of benzo(a)pirene, a polycyclic aromatic hydrocarbon, by the EQC model. The modeling of the contaminant distribution was accomplished by means of the fugacity model applied to a hypothetical scenario constituted by air, water, soil and sediment. The modeling and simulations revealed that the soil is the preferential compartment. We also discuss the implications of the results about fate and ecological risks associated with benzo(a)pirene. We concluded that the emissions of HPAs can not be ignored and bioaccumulation among others risks can be induced.

Business intelligence –järjestelmä integraation tukena kansainvälisessä yrityksessä

Business intelligencellä tarkoitetaan liiketoimintatiedon hallintaan liittyviä prosesseja ja tekniikoita. Se pitää sisällään tiedon keräämiseen, tallentamiseen, analysointiin ja jakamiseen käytettyt tuotteet, tekniikat ja prosessit, joiden tavoitteena on auttaa yrityksen työntekijöitä liiketoimintaan liittyvässä päätöksenteossa. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia uuden yritysryhmän laajuisen BI-tietojärjestelmän suunnitteluun ja käyttöönotoon liittyviä seikkoja ja luoda valmiudet BI-tietojärjestelmän kehitys- ja käyttöönottoprojektin kohdeyrityksessä, jonka toimiala on kansainvälinen terveydenhoitoalan tukkuliiketoiminta. Uuden BI-järjestelmän halutaan tukeva yritysryhmän yritysten välistä integraatiota ja tehostavan tiedonhakuun ja analysointiin liittyviä prosesseja. Tutkimus toteutettiin konstruktiivisena tutkimuksena, joka kattaa kohdeyrityksen IT-arkkitehtuurin, tietosisällön, prosessit ja organisaation raportoinnin kannalta. Lisäksi työssä suoritettiin ohjelmistovertailu kahden markkinoilla toimivan merkittävän ohjelmistotalon BI-tuotteiden välillä. Työssä havaittiin, että BI-projekti on laaja-alainen ja suuri hanke, joka ulottuu läpi koko organisaation. BI-ohjelmiston tehokas hyödyntäminen asettaa vaatimuksia erityisesti taustajärjestelmien tiedon huolelliseen mallintamiseen liittyen. Työssä saatiin pilotoinnin kautta käytännön kokemuksia uudesta järjestelmästä ja sen tarjoamista mahdollisuuksista kohdeyrityksessä.

Radioverkon mallintaminen nurba-pintaa hyödyntäen

Tässä työssä perehdytaan erilaisiin tapoihin mallintaa radioverkon kuuluvuutta verkon suunnittelua ja erilaisia palveluja varten. Tämän tarkastelun perusteella muodostetaan ongelmaan NURBS-pintaan perustuva ratkaisu, jolla radioverkon kuuluvuutta voidaan tarkastella kolmiulotteisesti. Radioverkon kuuluvuutta mallinnettaessa työssä kehitetty malli ottaa syötteenään tietoja rakennuksesta ja mitattuja signaalivoimakkuuksia ja luo näiden perusteella kolmiulotteisen pinnan, jonka avulla pystytään tarkastelemaan kuuluvuusaluetta. Kehitetyn mallin perusteella työssä toteutettiin radioverkon kuuluvuutta mallintava sovellus, joka pystyy tarjoamaan tietoa signaalin voimakkuudesta myös muiden sovellusten tarpeisiin.

Use Of Systems Approach with Total Quality Management in Industrial Organizations

The objective of the work has been to study why systems thinking should be used in combination with TQM, what are the main benefits of the integration and how it could best be done. The work analyzes the development of systems thinking and TQM with time and the main differences between them. The work defines prerequisites for adopting a systems approach and the organizational factors which embody the development of an efficient learning organization. The work proposes a model based on combination of an interactive management model and redesign to be used for application of systems approach with TQM in practice. The results of the work indicate that there are clear differences between systems thinking and TQM which justify their combination. Systems approach provides an additional complementary perspective to quality management. TQM is focused on optimizing operations at the operational level while interactive management and redesign of organization are focused on optimization operations at the conceptual level providing a holistic system for value generation. The empirical study demonstrates the applicability of the proposed model in one case study company but its application is tenable and possible also beyond this particular company. System dynamic modeling and other systems based techniques like cognitive mapping are useful methods for increasing understanding and learning about the behavior of systems. The empirical study emphasizes the importance of using a proper early warning system.

Liiketoimintaprosessien mittaaminen ja mallintaminen

Tutkimuksessa tutkitaan mallintamista ja mittaamista osana liiketoimintaproses-sien parantamista, sekä näiden asioiden kuvaamista soveltuvalla työkalulla. Ensin esitetään teoreettinen viitekehys siihen, kuinka prosesseja voidaan mitata ja mal-lintaa. Sitten raportoidaan käytännössä suoritettu kehitystyö, jolle on määritetty lähtö- ja tavoitetila. Työn onnistumista mitataan johtajahaastatteluin ja saatuja tuloksia verrataan teoriaan. Tutkimuksessa yhdistettiin analyyttinen mallinrakennus, tieteellinen ongelman-ratkaisutoiminta sekä konsultointi tarkoituksena saada aikaan kohde organisaati-olle sopiva konstruktio esitettyyn ongelmaan. Johtajahaastattelut analysoitiin ja suoritettiin kvalitatiivinen tarveanalyysi. Haastatteluja täydennettiin muulla kerä-tyllä aineistolla ja analyysin tarkkuutta pyritään kasvattamaan eri lähdeaineistojen ristivertailuilla. Yrityksissä on niin liiketoiminnalle elintärkeitä ydinprosesseja kuin niitä tukevia tukiprosessejakin. Niiden toiminta perustuu ennalta suunniteltuihin ja uudelleen-käytettäviin menetelmiin. Prosessit tulee sopeuttaa yrityksen arkkitehtuuriin ja niitä on jatkuvasti kehitettävä. Kehittäminen voidaan toteuttaa suurilla kertamuu-toksilla, jatkuvalla laadun parantamisella tai niiden yhdistelmänä. Mallintamisella ja mittaamisella on tärkeä tehtävä liiketoimintaprosessien kehit-tämisessä. Niiden avulla voidaan helpottaa erityisesti prosessien suunnittelua luomalla konkreettisia malleja ja mittareita prosesseista. Toteutuksessa käytettiin prototyyppilähestymistapaa ja työn onnistumista arvioivat yhtiön johtajat. Tutki-muksen tuloksia ovat eri tason prosessimallit, joiden luomisessa käytettiin eri mallintamistekniikoita, sekä mittaristot mittaamaan yrityksen tuottavuutta ja te-hokkuutta.

Suljetun jäähdytysvesiverkon mallinnus

Työssä selvitettiin Neste Oil Porvoon jalostamon tuotantolinja 2 jäähdytysvesiverkon tilaa. Jäähdytysvesiverkon hydraulinen malli päivitettiin ja verifioitiin painemittauksin. Mallia tarkennettiin säätöventtiilien mallinnuksen sekä virhelähteiden tarkastelun perusteella havaituin muutoksin. Mallin verifioinnissa havaittiin huomattavia eroja mallin ja mitattujen paineiden välillä. Tämä johti mallin tarkempaan tarkasteluun, sekä virhelähteiden ja niiden vaikutusten selvittämiseen. Putkivarusteiden mallinnusmenetelmiä, sekä mallinnusperiaatteita vertailtiin keskenään. Koska jäähdytysveden kokonaiskierto oli riittämätön, tarkasteltiin kolmea vaihtoehtoa riittävän kiertovesimäärän aikaansaamiseksi. Nykyisten kiertovesipumppujen rinnanoperointi, sekä riittävän suureksi skaalatun pumpun käyttö simuloitiin. Kolmantena tapauksena arvioitiin lämmönvaihdinkohtaisen kuristussuunnitelman vaikutus putkiston painehäviöön, sekä putkistolle sopiva kiertovesipumppu. Vaihtoehdoille laskettiin suuntaa-antavat investointi- ja käyttökustannukset. Tarkastelun perusteella riittävän suureksi skaalattu pumppu todettiin kannattavimmaksi pienen hintaeron, sekä luotettavamman jäähdytysvesikierron käyttövarmuuden vuoksi. Työssä onnistuttiin tuottamaan yleispätevää tietoa suljetun jäähdytysvesiverkon hydrauliseen mallinnukseen vaikuttavista tekijöistä, sekä niiden vaikutuksesta mallin tarkkuuteen. Selvityksen perusteella tarkasteltua mallia saatiin tarkemmaksi.