INTRODUÇÂO A ENGENHARIA

186 INTRODUÇÃO À ENGENHARIA - CONCEITOS, FERRAMENTAS E COMPORTAMENTOS
CAPÍTULO 8 - OTIMIZAÇÃO
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Materiais em estruturas
Escolha dos materiais mais
adequados para cada tipo de
aplicação, relativamente a
cargas, temperatura,
agressividade do meio
ambiente, confiabilidade etc.
Exemplos de otimização em engenharia
Circuitos de fluidos
Projeto para as pressões envolvidas e escolha
das velocidades adequadas, considerando as
variações de seções com as rugosidades das
superfícies, e as ondas de choque que poderão
estar presentes na canalização
Processos Circuitos elétrico
químicos
Procedimentos de
Maximizar a razão da reação de produtos químicos, comutação, modulação
a transferência de calor, a temperatura e as ou controle devem ser
pressões envolvidas; avaliar se, sob certas feitos de forma a termos
situações críticas, um produto adicional é necessário o menor gasto de
para que o processo se complete; otimizar energia possível
matematicamente uma coluna de destilação
Conservação de energia
No projeto do sistema de propulsão de um navio, um dos objetivos é
minimizar a produção de ondas no seu rastro deixado nas águas, para que se
tenha o menor gasto possível de combustível; determinar a potência
adequada de refrigeração de um ambiente, considerando as diversas
variáveis envolvidas, tais como isolamento térmico e fontes internas de calor
MODELOS DE OTIMIZAÇÃO
De forma geral podemos identificar dois modelos de otimização: modelo
otimizante e modelo entrada-saída.
• PANELA DE PRESSÃO - cuja pressão interna é mantida dentro de uma faixa,
controlada por uma válvula;
• GELADEIRA - um termostato regula a temperatura interna entre um limite
máximo e um mínimo;
• REGULADOR DE WATT - a função deste tipo de regulador, por exemplo numa central
de turbina, é manter aproximadamente constante a rotação, mesmo
variando a carga; ao aumentar a rotação, uma luva deslizante é
movimentada, acionando um comando que reduz a entrada de vapor,
fazendo com que a turbina volte à rotação de trabalho.
Regulador de Watt
MODELO ENTRADA-SAÍDA. Neste caso, as variáveis do sistema são
substituídas por valores numéricos apropriados - entradas - e é determinado o
valor de uma variável que é dependente das demais - saída. As simulações
matemáticas são modelos deste tipo, pois substituições e iterações são
processadas para a obtenção de uma saída otimizada.
MODELO OTIMIZANTE. É um modelo que permite a determinação direta da
condição ótima. Ao alimentarmos este modelo com um conjunto de
características de entrada e efetuarmos os procedimentos operacionais,
obteremos a melhor condição. Por exemplo, ao dirigir um automóvel, o
motorista está constantemente corrigindo a trajetória do veículo, em função das
características da pista, da incidência dos ventos e do fluxo do tráfego. Os
sistemas homeostáticos - que mantêm algumas das suas variáveis dentro de
limites especificados - são exemplos de modelos otimizantes. Alguns sistemas
homeostáticos são:
MÉTODOS DE OTIMIZAÇÃO
Diversas técnicas de otimização são aplicadas, quer no projeto em si, quer
no seu resultado. O engenheiro, além de conhecer de aplicar estas técnicas, tem de
ter um sentido prático e considerar as particularidades de cada caso, com base
na sua formação teórica.