Diseño para operabilidad: Una revisión de enfoques y estrategias de solución

In the last decades the chemical engineering scientific research community has largely addressed the design-foroperability problem. Such an interest responds to the fact that the operability quality of a process is determined by design, becoming evident the convenience of considering operability issues in early design stages rather than later when the impact of modifications is less effective and more expensive. The necessity of integrating design and operability is dictated by the increasing complexity of the processes as result of progressively stringent economic, quality, safety and environmental constraints. Although the design-for-operability problem concerns to practically every technical discipline, it has achieved a particular identity within the chemical engineering field due to the economic magnitude of the involved processes. The work on design and analysis for operability in chemical engineering is really vast and a complete review in terms of papers is beyond the scope of this contribution. Instead, two major approaches will be addressed and those papers that in our belief had the most significance to the development of the field will be described in some detail.En las últimas décadas, la comunidad científica de ingeniería química ha abordado intensamente el problema de diseño-para-operabilidad. Tal interés responde al hecho de que la calidad operativa de un proceso esta determinada por diseño, resultando evidente la conveniencia de considerar aspectos operativos en las etapas tempranas del diseño y no luego, cuando el impacto de las modificaciones es menos efectivo y más costoso. La necesidad de integrar diseño y operabilidad esta dictada por la creciente complejidad de los procesos como resultado de las cada vez mayores restricciones económicas, de calidad de seguridad y medioambientales. Aunque el problema de diseño para operabilidad concierne a prácticamente toda disciplina, ha adquirido una identidad particular dentro de la ingeniería química debido a la magnitud económica de los procesos involucrados. El trabajo sobre diseño y análisis para operabilidad es realmente vasto y una revisión completa en términos de artículos supera los alcances de este trabajo. En su lugar, se discutirán los dos enfoques principales y aquellos artículos que en nuestra opinión han tenido mayor impacto para el desarrollo de la disciplina serán descriptos con cierto detalle.Fil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin

Assessing performance in health care: A mathematical programming approach for the re-design of primary health care networks

Mathematical models allow studying complex systems. In particular, optimal facility location models provide a sound framework to assess the performance of first-level of health care networks. In this work, a methodology founded on need/offer/demand quantification through a facility location-based mathematical model is proposed to assess the performance of existing networks of Primary Health Care Centers (PHCC) and assist in its re-design. The proposed re-design problem investigates the re-allocation of existing resources within the given infrastructure (existing PHCCs) to better satisfy the estimated health needs of the target population. This problem has not been widely addressed in the open literature despite its paramount importance in modern societies with fast demographic dynamics and constrained investment capacities. The model seeks to optimally assign the required type of service and the corresponding capacity to each PHCC (offer). The objective function to be maximized is the number of (needed) patients’ visits effectively covered by the network (demand). The following constraints are explicitly considered: i) geographic accessibility from need centers to PHCCs, ii) maximum delivery capacity of each service in each PHCC, and iii) total budget regarding fixed, variable, and relocation costs. The proposed methodology was applied to a medium-size city. Results show that the non-attended necessity can be reduced by introducing capacity modifications in the existing network. Moreover, different solutions are obtained if budgetary restrictions or minimum attention volume constraints are included. This reveals how model-based decision support tools can help health decision-makers assessing primary health care network performance.Fil: Elorza, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Moscoso, Nebel Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin

Planeamiento operativo de redes de evaporación

La evaporación es una operación crítica para un manejo eficiente del agua y la energía en ciertos procesos industriales. En este trabajo se aborda el planeamiento operativo de sistemas de evaporación de múltiple efecto. El objetivo del estudio es determinar la secuencia de paradas de las líneas de evaporación para realizar la limpieza de los equipos. Se presenta un modelo no lineal mezcla entera basado en una representación discreta del tiempo que tiene en cuenta la pérdida de eficiencia por ensuciamiento con el uso. El modelo se aplica al sector de evaporación de una planta de producción de azúcar de caña obteniéndose la secuencia de paradas, los tiempos de operación de las líneas y los perfiles de concentración y caudal alimentado a cada una de ellas. La optimización de la operación del sistema de evaporación del caso de estudio, permite obtener una mayor concentración del producto de la evaporación con el consecuente ahorro de energía del arreglo evaporación/cristalización.Fil: Heluane, Humberto. Universidad Nacional de Tucuman. Facultad de Cs.exactas y Tecnologia. Departamento de Ingenieria En Procesos y Gestion Industrial; ArgentinaFil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Sur; ArgentinaFil: Hernández, María Rosa. Universidad Nacional de Tucuman. Facultad de Cs.exactas y Tecnologia. Departamento de Ingenieria En Procesos y Gestion Industrial; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Sur; Argentin

Design of stable metabolic networks

In this work, we propose eigenvalue optimization combined with Lyapunov theory concepts to ensure stability of the Embden—Meyerhof–Parnas pathway, the pentosephosphate pathway, the phosphotransferase system and fermentation reactions of Escherichia coli. We address the design of a metabolic network for the maximization of different metabolite production rates. The first case study focuses on serine production, based on a model that consists of 18 differential equations corresponding to dynamic mass balances for extracellular glucose and intracellular metabolites, and thirty kinetic rate expressions. A second case study addresses the design problem to maximize ethanol production, based on a dynamic model that involves mass balancesfor 25 metabolites and 38 kinetic rate equations. The nonlinear optimization problem including stability constraints has been solved with reduced space Successive Quadratic Programming techniques. Numerical results provide useful insights on the stability properties of the studied kinetic models.Fil: Di Maggio, Jimena Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Diaz Ricci, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Díaz, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin

Estimating Need, Demand and Supply in Primary Health Care Services: A Local Application in Argentina

To provide equal access, health care provision should be distributed across geodemographic space based on need. In Argentina, the social security, publicly funded health care and private health care subsectors are responsible for delivering health services. In the public subsector, which is responsible for providing primary and secondary care mainly to the uninsured population, supply of services is not always associated with need. The lack of coordination between levels and subsectors makes it diffi cult to transform need into demand.Fil: Elorza, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Moscoso, Nebel Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Gentili, Jorge Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Geografía y Turismo; Argentin

Análisis y rediseño de una red de centros de atención primaria de la salud

Las redes de Centros de Atención Primaria de la Salud (CAPS) de las ciudades brindan servicios sanitarios preventivos a la sociedad, especialmente a la población que no posee cobertura médica. A pesar de los esfuerzos de los municipios para ir adaptando el sistema a la necesidad de sus poblaciones, la dinámica poblacional y el crecimiento demográfico y territorial hace que los CAPS no siempre estén distribuidos de forma adecuada o presten el tipo y volumen de servicios en niveles óptimos. El objetivo principal de este trabajo es estudiar la necesidad, la demanda y la oferta de servicios del primer nivel con el auxilio de un modelo matemático. Se implementó un modelo de programación mixto entero lineal de localización óptima/cobertura máxima para investigar rediseños de la red con el objeto de mejorar los indicadores de acceso. Experimentos hipotéticos basados en modelos teóricos de predisposición al traslado como función de la distancia permiten estimar los niveles de demanda y analizar el impacto de modificaciones sobre la infraestructura. Los casos de estudio propuestos permiten detectar incrementos potenciales de demanda y mejoras en el nivel de utilización de algunos servicios que pudieran estar subutilizados.The Primary Health Care Centers (PHCC) networks in the cities provide preventive health services to society, particularly to the population without medical coverage. Despite the efforts of municipalities to gradually adapt the system to their population’s needs, population dynamics and demographic and territorial growth mean that the PHCC are not always adequately distributed or provide the type and volume of services at optimal levels. The main objective of this work is to study the need, demand, and supply of first-level services using a mathematical model. An optimum location/maximum coverage mixed-integer linear programming model was implemented to investigate network redesigns to improve access indicators. Hypothetical experiments based on theoretical models of willingness to move as a function of distance allow estimating demand levels and analyzing the impact of infrastructure modifications. The proposed case studies identify potential increases in demand and improvements in the level of use of some underutilized services.Fil: Moreno, Graciela Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Moreno, Marta Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina52 JAIIO Jornadas Argentinas de Informática, Simposio Argentino de Informática Industrial e Investigación Operativa (SIIIO)Buenos AiresArgentinaUniversidad Nacional de Tres de Febrer

Desarrollo de Herramientas de Soporte a la Toma de Decisiones en el Servicio de Quirófanos del Hospital Municipal "Dr. Leónidas Lucero" de Bahía Blanca

La cirugía es una de las actividades más importantes desarrollada en los hospita-les debido principalmente al impacto que brinda sobre la calidad de vida de los pacientes. Adicionalmente, una gran cantidad de recursos humanos, económicos y materiales se encuentran afectados al desarrollo de esta actividad. Por estas ra-zones, la organización eficiente del servicio de quirófanos es una de las priorida-des de sus responsables. Esta actividad puede verse beneficiada por la adopción de herramientas computacionales, basadas en modelos matemáticos de optimiza-ción, que ayuden en la planificación de las cirugías programadas. En este trabajo se describe una herramienta de estas características, que se encuentra en desarro-llo en el marco de un proyecto DETEM (Desarrollo Tecnológico Municipal), para el hospital municipal de la ciudad de Bahía Blanca. El objetivo del proyecto es generar un software basado en un modelo de planificación óptima que proporcio-ne un programa factible de cirugías para los próximos días y permita estudiar sis-temáticamente el sistema identificando cuellos de botella y oportunidades de me-jora.Fil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Moreno, Graciela Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Kees, María Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Moscoso, Nebel Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Lago, Fernando Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; ArgentinaFil: Ocampo, Analia. Hospital Municipal Doctor Leonidas Lucero.; ArgentinaFil: Durando, Marcos. Hospital Municipal Doctor Leonidas Lucero.; ArgentinaFil: Moreno, Marta Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina50º Jornadas Argentinas de Informática: 12º Congreso Argentino de Informática y Salud 2021 “Construyendo el futuro de la salud con datos que generan confianza”Jornadas VirtualesArgentinaSociedad Argentina de Informátic

Impact of COVID-19 on cardiovascular testing in the United States versus the rest of the world

Objectives: This study sought to quantify and compare the decline in volumes of cardiovascular procedures between the United States and non-US institutions during the early phase of the coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic. Background: The COVID-19 pandemic has disrupted the care of many non-COVID-19 illnesses. Reductions in diagnostic cardiovascular testing around the world have led to concerns over the implications of reduced testing for cardiovascular disease (CVD) morbidity and mortality. Methods: Data were submitted to the INCAPS-COVID (International Atomic Energy Agency Non-Invasive Cardiology Protocols Study of COVID-19), a multinational registry comprising 909 institutions in 108 countries (including 155 facilities in 40 U.S. states), assessing the impact of the COVID-19 pandemic on volumes of diagnostic cardiovascular procedures. Data were obtained for April 2020 and compared with volumes of baseline procedures from March 2019. We compared laboratory characteristics, practices, and procedure volumes between U.S. and non-U.S. facilities and between U.S. geographic regions and identified factors associated with volume reduction in the United States. Results: Reductions in the volumes of procedures in the United States were similar to those in non-U.S. facilities (68% vs. 63%, respectively; p = 0.237), although U.S. facilities reported greater reductions in invasive coronary angiography (69% vs. 53%, respectively; p < 0.001). Significantly more U.S. facilities reported increased use of telehealth and patient screening measures than non-U.S. facilities, such as temperature checks, symptom screenings, and COVID-19 testing. Reductions in volumes of procedures differed between U.S. regions, with larger declines observed in the Northeast (76%) and Midwest (74%) than in the South (62%) and West (44%). Prevalence of COVID-19, staff redeployments, outpatient centers, and urban centers were associated with greater reductions in volume in U.S. facilities in a multivariable analysis. Conclusions: We observed marked reductions in U.S. cardiovascular testing in the early phase of the pandemic and significant variability between U.S. regions. The association between reductions of volumes and COVID-19 prevalence in the United States highlighted the need for proactive efforts to maintain access to cardiovascular testing in areas most affected by outbreaks of COVID-19 infection

Canagliflozin and renal outcomes in type 2 diabetes and nephropathy

BACKGROUND Type 2 diabetes mellitus is the leading cause of kidney failure worldwide, but few effective long-term treatments are available. In cardiovascular trials of inhibitors of sodium–glucose cotransporter 2 (SGLT2), exploratory results have suggested that such drugs may improve renal outcomes in patients with type 2 diabetes. METHODS In this double-blind, randomized trial, we assigned patients with type 2 diabetes and albuminuric chronic kidney disease to receive canagliflozin, an oral SGLT2 inhibitor, at a dose of 100 mg daily or placebo. All the patients had an estimated glomerular filtration rate (GFR) of 30 to &lt;90 ml per minute per 1.73 m2 of body-surface area and albuminuria (ratio of albumin [mg] to creatinine [g], &gt;300 to 5000) and were treated with renin–angiotensin system blockade. The primary outcome was a composite of end-stage kidney disease (dialysis, transplantation, or a sustained estimated GFR of &lt;15 ml per minute per 1.73 m2), a doubling of the serum creatinine level, or death from renal or cardiovascular causes. Prespecified secondary outcomes were tested hierarchically. RESULTS The trial was stopped early after a planned interim analysis on the recommendation of the data and safety monitoring committee. At that time, 4401 patients had undergone randomization, with a median follow-up of 2.62 years. The relative risk of the primary outcome was 30% lower in the canagliflozin group than in the placebo group, with event rates of 43.2 and 61.2 per 1000 patient-years, respectively (hazard ratio, 0.70; 95% confidence interval [CI], 0.59 to 0.82; P=0.00001). The relative risk of the renal-specific composite of end-stage kidney disease, a doubling of the creatinine level, or death from renal causes was lower by 34% (hazard ratio, 0.66; 95% CI, 0.53 to 0.81; P&lt;0.001), and the relative risk of end-stage kidney disease was lower by 32% (hazard ratio, 0.68; 95% CI, 0.54 to 0.86; P=0.002). The canagliflozin group also had a lower risk of cardiovascular death, myocardial infarction, or stroke (hazard ratio, 0.80; 95% CI, 0.67 to 0.95; P=0.01) and hospitalization for heart failure (hazard ratio, 0.61; 95% CI, 0.47 to 0.80; P&lt;0.001). There were no significant differences in rates of amputation or fracture. CONCLUSIONS In patients with type 2 diabetes and kidney disease, the risk of kidney failure and cardiovascular events was lower in the canagliflozin group than in the placebo group at a median follow-up of 2.62 years

Optimal Design of Stable Processes

Open loop dynamic stability is a major feature of operability. An optimization approach for open loop stable process design is presented. It is based on Lyapunov’s stability theory and formulated as an eigenvalue optimization problem. The resultant non-linear semi-definite programming problem is reformulated into an interior-point / logarithmic-barrier- transformation programming problem. The proposed methodology is applied to the design of a three states stirred tank reactor.Fil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin