PLANO DE AULA

Prof. Drauton Danilo

Tema: Otimização e controle de processos químicos.

Justificativa: Uma otimização nada mais é que: encontrar os pontos máximos, mínimos

ou de sela, afim de determina o valor ótimo de grandezas observáveis (respostas) em

função de variáveis independentes manipuláveis (fatores) de um processo. Além disto, a

otimização é uma ferramenta quantitativa para tomada de decisões como redução de

custos, redução de tempo, aumento de rendimentos, sustentabilidade, maior

aceitabilidade, entre outros. Após a otimização de um processo químico, para manter a

produtividade elevada, ritmo acelerado, precisão, confiabilidade e segurança é

necessário o uso de controladores.

Objetivo Geral: Conhecer a importância, aplicabilidade, tipos e técnicas de otimização.

Além disto, conhecer e perceber a aplicação de sistemas de controle, modos de controle,

simbologias e principais instrumentos de controles em processos químicos.

Objetivos Específicos:

1- Perceber a importância e benefícios dos procedimentos de otimização e controle

de processos em uma indústria química;

2- Conhecer as etapas e capacitar o aluno na determinação função objetivo

(variável dependente), variáveis do processo (fatores) e restrições para o

planejamento de uma otimização;

3- Conhecer o Planejamento Fatorial Composto (PFC) como ferramenta de

otimização (modelos matemáticos de primeira ordem e de segunda ordem);

4- Aplicar um exemplo prático de otimização de processo utilizando o PFC e

capacitar o aluno para a elaboração da matriz de planejamento;

Desenvolvimento do Tema: (45 minutos)

1- Fazer introdução sobre o histórico dos processos de otimização e controle de

processos, tipos, métodos, seus objetivos e benefícios para uma indústria

química.

2- Enunciar as etapas para o planejamento de uma otimização e exemplificar

processos de otimização para a assimilação do aluno.

3- Apresentar a metodologia do PFC como ferramenta para otimização de

processos químicos, detalhando a elaboração da matriz de planejamento para

modelos lineares e modelos quadráticos.

4- Exemplificar um processo de otimização demonstrando o planejamento utilizado

a análise de efeitos, a obtenção do modelo matemático, a validação do modelo e

interpretação da superfície de resposta e curva de níveis.

5- Deixar para os alunos um artigo científico relacionado com um processo de

otimização, utilizando o método PFC 2², com o objetivo de analisar a matriz do

planejamento, modelo(s) matemático(s) previsto(s) (linear ou quadrático),

analise dos efeitos, interpretação da(s) superfície de resposta(s) e curvas de

níveis. O aluno deverá indicar instrumentos de controle para que as condições

ótimas determinadas sejam mantidas durante o processo químico

Metodologia: A aula será expositiva. Serão utilizados data show, quadro, giz e

apagador como recursos didáticos.

Avaliação: Não será feita avaliação na aula. Como essa aula é introdutória, as

avaliações serão feitas posteriormente.

Bibliografia:

BARROS NETO, B. SCARMÍNIO, J.S.; BRUNS, R.E. Como fazer experimentos.

Editora Unicamp, Campinas, São Paulo, 2001, 401p.

BEGA, E. A. et AL. Instrumentação industrial. Rio de Janeiro: Interciência IBP,

2003.

CHAVES, C. R. Curso de instrumentação básica. Curitiba: PETROBRAS: UnicenP,

98 p. 2002.

JOHNSON, C. D. Controle de processos: tecnologia da instrumentação. Lisboa:

Fundação Calouste Gulbenkian, 1990.

RODRIGUES, M. I.; LEMMA, A. F. Planejamento de experimentos e otimização de

processos. Campinas: Editora Casa do Pão, 2006.