Desenvolvimento de ferramentas computacionais para ensino em modelagem de reações de polimerização

• Autor(a) principal: Guilhermano, Arthur Troller
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/234067
• topic: Modelagem computacional; Polímeros; Computational modeling; EMSO software; Method of moments; Molecular weight distribution; Polymerization reaction; Polymer Science

Este trabalho tem como escopo o desenvolvimento de modelos matemáticos representativos da cinética de reações de polimerização com o intuito de utilizá-los em sala de aula como ferramentas de apoio para o ensino de modelagem de polimerização. Os modelos propostos têm como objetivo representar a cinética de diferentes reações de polimerização, visando descrever os balanços materiais dos componentes presentes, as taxas das etapas de reação envolvidas e as massas molares médias dos produtos obtidos. Nos modelos apresentados foi utilizado o método dos momentos para solucionar o equacionamento cinético das reações, a fim de reduzir a complexidade matemática e o esforço computacional. As constantes cinéticas e demais parâmetros de reação foram obtidos na literatura, e os modelos foram validados com conjuntos de dados obtidos em outros estudos. Os modelos desenvolvidos mostraram-se capazes de representar os padrões preditos pela teoria estatística clássica de Flory, demonstrando a adequação da implementação realizada no simulador de processos EMSO. Adicionalmente, a implementação da versão matricial dos modelos, cuja adequação também foi confirmada, tem potencial como ferramenta para auxiliar e fomentar o aprendizado do método dos momentos em sala de aula, pois permite a análise dos diferentes mecanismos abordados usando um mesmo código base, de maneira que o aluno não precise programar o modelo completo, mas somente inserir a matriz dos coeficientes específica para os mecanismos em estudo.