Diffusion equations and different spatial fractional derivatives

We investigate for the diffusion equation the differences manifested by the solutions when three different types of spatial differential operators of noninteger (or fractional) order are considered for a limited and unlimited region.  In all cases, we verify an anomalous spreading of the system, which can be connected to a rich class of anomalous diffusion processes

Decisões em projetos de investimentos: discussões acerca do método da TIR

No âmbito da análise de viabilidade econômica de projetos, conhecimentos acerca das diversas maneiras de se mensurar o retorno do capital investido em um empreendimento é imprescindível para auxiliar a tomada de decisão. Um dos métodos mais tradicionais para isso é o cálculo da Taxa Interna de Retorno (TIR), amplamente difundido e utilizado há décadas. Entretanto, se faz necessário considerar as restrições para sua aplicação, que foram estudadas e discutidas. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo demonstrar a evolução das discussões acerca da aplicabilidade da TIR, suas limitações e principais vantagens da sua aplicação, buscando embasar o leitor para a utilização da referida técnica. Para isto, contempla uma revisão bibliográfica pontuando os avanços no estudo sobre o tema que, de alguma maneira, contribuíram para as definições atuais acerca do método. Com isso, pode-se concluir que, embora os estudos aqui citados apontem para a consistência do método, é importante ressaltar a importância de sua combinação com outras técnicas, visando estabelecer uma análise que englobe as singularidades de cada projeto

USO COMBINADO DO MÉTODO DE MONTE CARLO E CRITÉRIOS DE DECISÃO EM CONDIÇÕES DE INCERTEZA

Em um mundo onde investir é uma realidade que acompanha a vida das pessoas, a escolha em que se investir tem uma grande importância. No entanto, as incertezas intimamente ligadas às previsões do futuro fazem com que algumas decisões não sejam simples. Este estudo busca amparar o processo de tomada de decisão sobre projetos de investimentos considerando as incertezas inerentes ao processo. Utilizando-se do conceito de VPL, unido ao Método de Monte Carlo para simulação de possíveis cenários futuros, as incertezas podem, então, serem modeladas. E com o auxílio de Critérios de Decisão em Condições de Incerteza clássicos (Maximin, Maximax, Hurwicz, Savage e Laplace) e inovadores (Hurwicz Modificado e Modelo de Amplitude), tais cenários podem ser avaliados, mesmo sem que sejam atribuídas probabilidades estatísticas de ocorrência a eles, sendo apresentada uma indicação da melhor opção de investimento. Desta forma, a análise de investimentos, com incertezas modeladas e uma resposta direta sendo apresentada ao investidor, mesmo considerando um futuro sem atribuições de probabilidades para seus possíveis cenários, foi satisfatória. Há que se ressaltar ainda, como diferencial, a possibilidade de comparar investimentos com mesmos períodos de duração e/ou durações diferentes

VOLTAMETRIA DE VARREDURA LINEAR ANÓDICA EM EFLUENTES CONTAMINADOS COM SULFETO DE HIDROGÊNIO (H2S)

In view of the highly toxic characteristic presented by hydrogen sulfide, a by-product of several industrial processes, its removal from an effluent becomes indispensable. Therefore, the electrochemical effect of H2S oxidation was evaluated, seeking to obtain the potential range and peak potential at which the oxidation reactions of the contaminant occur. For that, we used the anodic linear sweep voltammetry technique with the use of a reticulated vitreous carbon rotary working electrode. Using a synthetic solution in three concentrations, the scanning speeds for different rotations of the working electrode were varied between the potentials of -0.5 V (vs. ECS) and 1.0 V (vs. ECS), for using a potentiotate/galvanostat coupled to a computer. The results obtained indicate that the potentials, in which the reactions of interest occur, are close to 0.3 V (vs. ECS), which suggests the presence of the same reactions for all analyzed cases. It was observed in the voltamograms a proportional increase of the peak current with the sweep rate and concentration, indicating the control of the system by mass transport. Thus, the present study reveals that elemental sulfur does not passivate the electrode surface and that there is the possibility of using cross-linked glassy carbon electrodes to electrochemically oxidize sulfide ions in aqueous solutions.Dada la característica altamente tóxica que presenta el sulfuro de hidrógeno, un subproducto de varios procesos industriales, su eliminación de un efluente se vuelve indispensable. Por lo tanto, se evaluó el efecto electroquímico de la oxidación del H2S, buscando obtener el rango de potencial y el pico de potencial en el que ocurren las reacciones de oxidación del contaminante. Para eso, utilizamos la técnica de voltamperometría de barrido lineal anódico con el uso de un electrodo de trabajo rotativo de carbono vítreo reticulado. Usando una solución sintética en tres concentraciones, las velocidades de escaneo para diferentes rotaciones del electrodo de trabajo se variaron entre los potenciales de -0.5 V (frente a ECS) y 1.0 V (frente a ECS), para usar un potenciómetro/galvanostato acoplado a un ordenador. Los resultados obtenidos indican que los potenciales, en los que ocurren las reacciones de interés, son cercanos a 0.3 V (frente a ECS), lo que sugiere la presencia de las mismas reacciones para todos los casos analizados. Se observó en los voltamogramas un aumento proporcional del pico de corriente con la tasa de barrido y concentración, indicando el control del sistema por transporte de masa. Así, el presente estudio revela que el azufre elemental no pasiva la superficie del electrodo y que existe la posibilidad de utilizar electrodos de carbono vítreo reticulado para oxidar electroquímicamente iones sulfuro en soluciones acuosas.Diante da característica altamente tóxica apresentada pelo sulfeto de hidrogênio, subproduto de diversos processos industriais, a sua remoção de um efluente torna-se indispensável. Assim sendo, avaliou-se o efeito eletroquímico da oxidação de H2S, buscando-se obter a faixa de potencial e o potencial de pico em que ocorrem as reações de oxidação do contaminante. Para tanto, utilizou-se a técnica de voltametria de varredura linear anódica com o emprego de eletrodo de trabalho rotatório de carbono vítreo reticulado. Utilizando-se de uma solução sintética em três concentrações, foram variadas as velocidades de varredura para rotações distintas do eletrodo de trabalho entre os potenciais de -0,5 V (vs. ECS) e 1,0 V (vs. ECS), por meio de um potenciotato/galvanostato acoplado à um computador. Os resultados obtidos indicam que os potenciais, nos quais ocorrem as reações de interesse, ficam próximos a 0,3 V (vs. ECS), o que sugere a presença das mesmas reações para todos os casos analisados. Observou-se nos voltamogramas um aumento proporcional da corrente de pico com a taxa de varredura e concentração, indicando o controle do sistema por transporte de massa. Assim, o presente estudo revela que o enxofre elementar não passiva a superfície do eletrodo e que há a possibilidade de utilização de eletrodos de carbono vítreo reticulado para oxidar eletroquimicamente íons sulfeto em soluções aquosas

Processo de preparação de resina polimérica com distribuição bimodal de pesos moleculares e/ou com estrutura casca-núcleo e seu uso

Em 07/11/2016: Restauração de pedido, patente ou certificado de adição de invenção.ConcedidaA presente invenção refere-se a processo de obtenção de resinas poliméricas que apresentam curvas de distribuição de peso molecular bimodais e/ou estrutura morfológica tipo casca-núcleo. O processo de produção consiste no uso simultâneo dos processos de polimerização em suspensão e em emulsão, em modo batelada, batelada alimentada ou contínuo. Resinas poliméricas com estrutura tipo casca núcleo são apresentadas como resultado do uso da técnica, bem como resinas poliméricas com distribuição de pesos moleculares tipicamente bimodais. Foram encontrados pesos moleculares de até 1500000 e índices de polidispersão da ordem de 10. Além disso, tais materiais podem ser usados como suportes para uma ampla série de aplicações, como para imobilização de células e enzimas em aplicações biotecnológicas e absorção e adsorção de compostos orgânicos e inorgânicos em soluções

<b>Fractional control of an industrial furnace</b> - doi: 10.4025/actascitechnol.v32i3.6552

The requirements of high production allied with product quality, process safety and environmental regulation, lead control systems to play a key role in the operation of chemical and biochemical plants. In petrochemical plants, furnaces are essential equipments for process operation and due to energy costs, adequate operation and control are of extreme importance for process economics. The search for new and more efficient control laws led to the development of fractional PID control algorithm, which is based on the use of fractional differential equations. In this work, a previously identified mathematical model of an actual industrial furnace is used for fractional PID control studies. Feedback loop in servo control was analyzed, focusing on the study of the influence of the controller parameters over control loop performance. Particularly, P, fractional PI and fractional PD controller were considered in this study. Simulations were carried out showing that the fractional controllers were able to perform set-point transitions. The control loop performance was evaluated by ITAE and ISE criteria, showing that, in this study, fractional PI is the best algorithm

Fractional control of an industrial furnace = Controle fracionário de um forno industrial

The requirements of high production allied with product quality, process safety and environmental regulation, lead control systems to play a key role in the operation of chemical and biochemical plants. In petrochemical plants, furnaces are essential equipments for process operation and due to energy costs, adequate operation and control are of extreme importance for process economics. The search for new and more efficient control laws led to the development of fractional PID control algorithm, which is based on the use of fractional differential equations. In this work, a previously identified mathematical model of an actual industrial furnace is used for fractional PID control studies. Feedback loop in servo control was analyzed, focusing on the study of the influence of the controller parameters over control loop performance. Particularly, P, fractional PI and fractional PD controller were considered in this study. Simulations were carried out showing that the fractional controllers were able to perform set-point transitions. The control loop performance was evaluated by ITAE and ISE criteria, showing that, in this study, fractional PI is the best algorithm.A necessidade da elevada produtividade aliada à qualidade dos produtos, segurança dos processos e a legislações ambientais levaram sistemas de controle a possuírem papel fundamental na operação deplantas químicas e petroquímicas. Em plantas petroquímicas, fornos são equipamentos fundamentais para a operação do processo e, pelo custo da energia, a operação e o controle adequados são de essencial importância para a economia do processo. A procura de novas e mais eficientes leis de controle levou ao desenvolvimento do algoritmo de controle PID fracionário, o qual é baseado no uso de equações diferenciais de ordem fracionária. Neste trabalho, um modelo matemático previamente identificado para um forno real é utilizadopara estudos de controle fracionário. Foi analisado o problema de controle servo em malha retroalimentada (feedback), focando o estudo da influência dos parâmetros do controlador sobre o comportamento da malha de controle. Especificamente, controladores tipo P, PI fracionário e PD fracionário foram considerados neste estudo. Simulações foram realizadas mostrando que controladores foram capazes de fazer a transição de setpoint. O desempenho das malhas de controle foi avaliado com os critérios ITAE e ISE, mostrando que, neste estudo, o controlador PI fracionário foi o melhor algoritmo

Usando comunicação serial em um experimento de controle de processos em tempo real

O desenvolvimento e baixo custo dos microcomputadores introduziram o controle de processos em uma nova era. Atualmente, muitos controladores on-off e analógicos estão sendo substituídos por programas computacionais (softwares). Neste artigo, descreveremos um experimento simples e didático visando ao controle de temperatura de um equipamento (uma mufla), usando dois microcomputadores conectados por suas portas seriais. As principais características deste experimento são os fatos de introduzir o aluno no lado prático do controle de processos, usando um sistema distribuído de controle digital (SDCD), e permitir tanto a construção do controlador quanto a interação (aplicação distúrbios) com processo