Banca de DEFESA: WOSTHANIA TATTIANA MARIA FERREIRA SOUSA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: WOSTHANIA TATTIANA MARIA FERREIRA SOUSA
DATA: 20/05/2026
HORA: 09:00
LOCAL: Sala PROFMAT - Prédio de Física e Matemática/CECEN
TÍTULO:
PALAVRAS-CHAVES:

Cálculo Fracionário. Cinética de Monod. Bioprocessos. Biocombustíveis.
Modelagem Computacional

PÁGINAS: 55
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Mecânica
RESUMO:

Esta dissertação foca na modelagem matemática e computacional de bioprocessos voltados à
produção de biocombustíveis, com aplicação ao estudo de biocombustíveis para foguetes. O
estudo aborda as limitações do modelo cinético clássico de Monod e propõe uma abordagem
inovadora utilizando o cálculo fracionário para descrever de forma mais precisa a cinética de
reações em sistemas biológicos. A introdução de derivadas de ordem fracionária (como as de
Riemann-Liouville e Caputo) permite incorporar efeitos de memória e a natureza não local,
características inerentes a muitos bioprocessos. O objetivo geral do trabalho é criar e aplicar
computacionalmente um modelo de Monod fracionário para a análise e otimização da produção
de biocombustíveis. A metodologia adotada inclui a implementação computacional do modelo
em linguagem Python, utilizando o método iterativo regularizado de diferenças finitas (MIRDF)
para a resolução numérica das equações diferenciais fracionárias. O estudo também prevê a simulação do modelo em diferentes configurações de reatores biológicos (batelada, CSTR e PFR)
e uma análise comparativa do desempenho do modelo fracionário em relação ao modelo clássico. A pesquisa justifica-se pela necessidade de ferramentas matemáticas mais robustas para a
modelagem de bioprocessos e visa contribuir com valor tecnológico e científico, e de energias
renováveis, destacando o potencial do modelo proposto para otimizar bioprocessos voltados
à produção de biocombustíveis, com aplicações promissoras na propulsão aeroespacial, contribuindo assim para o desenvolvimento de fontes de energia renováveis e eficientes no setor
espacial.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - AUDIRENE AMORIM SANTANA - UFMA
Presidente(a) - 814585 - FELIX SILVA COSTA
Externo ao Programa - 862850 - RENATO RODRIGUES LUZ