Publicação em Diário da República: Despacho nº 9183/2020 - 25/09/2020
6 ECTS; 1º Ano, 2º Semestre, 30,0 T + 16,0 PL + 14,0 TP , Cód. 300107.
Docente(s)
- João Manuel Mourão Patrício (1)(2)
- Paula Alexandra Geraldes Portugal (2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
Não Aplicável
Objetivos
Os alunos deverão ser capazes de identificar problemas de otimização nos processos químicos, formulá-los matematicamente, selecionar estratégias adequadas à sua resolução e utilizar software de otimização em ambientes integrados de resolução de problemas e solvers algorítmicos.
Programa
1. Investigação Operacional (IO): conceitos básicos e seu lugar nos processos de planeamento
1.1 Enquadramento da IO nos processos de decisão
1.2 Função objetivo, variáveis de decisão, restrições e coeficientes tecnológicos
2. Introdução ao Software GAMS IBM/ILOG.
3. Modelação e resolução de problemas de programação linear.
3.1 Problemas lineares gerais
3.2 Problemas lineares inteiros
3.3 Aplicação a problemas de fluxo de custo mínimo e de fluxo máximo
4. Programação Dinâmica
4.1. Introdução e propriedades fundamentais.
4.2. Equação de Bellman.
5. Formulação e Resolução de Problemas de Optimização em Tecnologia Química
5.1. Aplicação à Gestão Industrial, à Gestão da Produção e ao Flowsheeting.
5.1.1. Seleção de projetos;
5.1.2. Otimização da produção em unidades industriais sujeita a restrições internas e externas;
5.1.3. Distribuição ótima de matérias;
5.1.4. Seleção do flowsheet ótimo.
5.2. Aplicação à Transferência de Calor e Conservação de Energia.
5.2.1. Recuperação de calor;
5.2.2. Otimização do projeto de evaporadores de múltiplo-efeito;
5.2.3. Otimização de sistemas geradores de energia.
5.3. Aplicação ao Transporte de Fluidos.
5.3.1. Diâmetros de tubagens ótimos;
5.3.2. Minimização do trabalho de compressão adiabática.
5.4. Aplicação aos Processos de Separação e de Reação Química e Biológica.
5.4.1. Otimização do projeto e da operação de colunas de destilação-fracionada;
5.4.2. Otimização da operação de filtros;
5.4.3. Determinação de tempos de residência ótimos.
Metodologia de avaliação
Por frequência:
-A avaliação por frequência consiste na realização de uma prova escrita e um projeto computacional classificados cada um deles de 0 a 20 valores. O projeto terá que incorporar um relatório escrito e uma defesa oral. O aluno é dispensado de exame, ou seja, é aprovado por frequência se obtiver, pelo menos, 5 valores na prova escrita, 5 valores no projeto computacional, e se a média aritmética das classificações obtidas na prova escrita e no projeto computacional for igual ou superior a 10 valores.
Por exame:
-Se o aluno foi admitido a exame, ou foi dispensado mas pretende melhorar a sua classificação, pode fazer o exame da época normal uma prova escrita (classificada de 0 a 20 valores) e um projeto computacional com uma defesa oral (classificado de 0 a 20 valores). O aluno é aprovado se obtiver pelo menos, 5 valores na prova escrita, 5 valores no projeto computacional, e se a média aritmética das classificações obtidas na prova escrita e no projeto computacional for igual ou superior a 10 valores.
-Se o aluno reprovou no exame da época normal, pode propor-se ao exame da época de recurso prova com as mesmas normas da época normal.
Bibliografia
- Gill, P. e Murray, W. e Wright, M. (1981). Practical Optimization. Cambridge: Academic Press
- Hiller , F. e Lieberman, G. (1989). Introduction to Operations Research. New York: McGraw-Hill
- Lasdon, L. e Himmelblau, D. e Edgar, T. (2001). Optimization of Chemical Processes. New York: McGraw-Hill.
- Magalhães, A. e Guerreiro, J. e Ramalhete, M. (1994). Programação Linear. Lisboa: McGraw-Hill
- Sherali, H. e Jarvis, J. e Bazaraa, M. (1990). Linear Programming and Network Flows. New York: Wiley
Método de Ensino
Aulas teóricas em que se descrevem e exemplificam os conceitos inerentes aos conteúdos leccionados, aulas teórico-práticas e práticas-laboratoriais em que são propostos exercícios de aplicação dos conceitos ministrados.
Software utilizado nas aulas
Mathworks Matlab e General Algebraic Modeling System (GAMS)
Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: Aprovada na Ata nº 40/2025 de 02/04
Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)
