Inteligência artificial aplicada a simulação cinética de processos químicos e metabólicos

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Geison Voga Pereira
• Orientador(a): Jadson Claudio Belchior
• Banca de defesa: Aparecida Emiko Hirata, Helio Ferreira dos Santos, Rita de Cassia de Oliveira Sebastiao, Heitor Avelino De Abreu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Simulação cinética; inteligência artificial; rota química
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-AUHMJ3

A simulação cinética de processos químicos e metabólicos contribui para o entendimento dos mecanismos de reações presentes em diversos sistemas químicos ou bioquímicos. Pois auxilia na determinação de alterações causadas pela inclusão de substancias diferentes, mas com atividade biológica, como pode ocorrer com compostos farmacológicos ou compostos tóxicos. Fundamentalmente, a presente tese de doutorado consiste em desenvolver e aplicar técnicascomputacionais de inteligência artificial, tais como: algoritmos genéticos e lógica fuzzy acoplados a técnica de simulação de sistema dinâmicos denominada redes de Petri. Neste trabalho o sistema inteligente foi aplicado em duas situações diferentes. A primeira aplicacão corresponde a determinação dos parâmetros de Arrhenius (energia de ativação e fator pre-exponencial) para um processo de sintese de materiais semicondutores. Neste caso, o sistema inteligente utilizou dados de curvas termogravimétricas como base de referência para o processo de síntese de semicondutores constituídos de TiO2-SnO2. Os resultados demonstraram o comportamento cinético das etapasdo processo químico através da determinação dos parâmetros de Arrhenius como funções da temperatura. A segunda aplicação corresponde a determinação e parametrização de rotas metabólicasatravés de dados de concentração por tempo, gerados experimentalmente ou a partir de outros modelos cinéticos. A otimização da estrutura da rede de Petri pode ser diretamente relacionada coma evolução da rota metabólica. Neste trabalho foram utilizados dois sistemas biológicos, sendo que a primeira rota corresponde a síntese do 1,2-diacilglicerol que é constituída por 4 reações. O segundosistema biológico, o ciclo do ácido cítrico, apresenta uma complexidade mais elevada, pois contém 21 reações acopladas. Para cada reação dos sistemas biológicos foram obtidos os dados de concentraçãode cada espécie com um erro relativo médio de 1% e as respectivas constantes cinéticas.