A Engenharia de Processos e Sistemas (EPS) — numa tradução quase literal da designação inglesa “Process Systems Engineering” (PSE), internacionalmente aceite—distingue-se pelo desenvolvimento e uso de metodologias particulares de resolução de problemas, com aplicabilidade em tarefas de natureza múltipla no âmbito da Engenharia de Processos e Produtos Químicos. Esta área é também apresentada por vezes como domínio natural das aplicações computacionais em Engenharia Química, dado o seu aparecimento com o início da disponibilidade dos meios computacionais na década de 60 [1], e o uso intensivo destas ferramentas. No entanto, no quadro actual de sub-áreas da Engenharia Química, mais do que a forma de implementação ou as aplicações consideradas, é a inovação colocada ao nível das abordagens em diferentes contextos — por vezes designadas como “abordagens de sistemas” — a principal característica distintiva (e unificadora) deste domínio.
No centro deste paradigma estão os conceitos de sistema e de modelação matemática de sistemas. Idealizando um dado objecto físico ou um processo através de um modelo matemático permite frequentemente abstrair a sua natureza particular, retendo apenas os aspectos considerados relevantes para a análise, e reduzindo consequentemente de forma significativa a sua complexidade. Isto possibilita por sua vez a aplicação desta metodologia em diferentes escalas, a sistemas delimitados por fronteiras maiores ou menores, eventualmente compostos por sua vez por subsistemas. Deste modo, a construção e o refinamento de modelos matemáticos de Processos e Produtos Químicos, bem como a sua posterior manipulação, gerindo de forma eficiente os aspectos de complexidade e de incerteza da informação usada, são actividades centrais no âmbito da Engenharia de Processos e Sistemas.
Algumas características principais desta classe de abordagens são:
- o seu carácter sistemático, permitindo a aplicação universal de uma técnica de solução dentro de uma classe de problemas que pode incluir aplicações de natureza bastante distinta, com garantias de sucesso conhecidas, mediante a verificação das hipóteses de aplicação.
- a eficiência/precisão da resposta: a precisão da resposta pretendida condiciona por vezes a selecção da técnica de solução a empregar (ou seu o detalhe de aplicação), tendo em vista um processo de resolução eficiente, para um fim particular. Conhecer e desenvolver as metodologias de solução mais eficientes para diferentes classes de problemas é um dos aspectos considerados na EPS.
- a preocupação com a robustez das soluções obtidas. Este aspecto é importante, dado que a aplicação prática das soluções encontradas requer frequentemente o estudo das suas características de sensibilidade face à variabilidade expectável dos dados usados, e outras fontes de incerteza na análise.
Tendo presente a sua natureza bastante geral, as metodologias de Engenharia de Processos e Sistemas encontram facilmente aplicações quase transversais em todas as subáreas da Engenharia Química. Esta observação é também reforçada pelo carácter claramente multidisciplinar da área de ESP, incluindo nas suas abordagens conceitos e técnicas com origem nas ciências básicas e na matemática, e também nas áreas de economia, gestão, ciências da computação e em outras engenharias paralelas. A integração destes elementos contribui uma vez mais para a enorme interdisciplinaridade actual da Engenharia Química.
- Algumas das áreas componentes (clássicas) da Engenharia de Processos e Sistemas são:
- Análise de dados e construção/aperfeiçoamento de modelos.
- Simulação matemática.
- Projecto e optimização de processos e produtos.
- Concepção e implementação de metodologias de supervisão de processos.
Referências
[1] J. Perkins, “Education in Process Systems Engineering: Past, Present and Future”, Computers & Chemical Engineering, 26(2), 283–293, (2002).
[2] Wikipedia: Systems Engineering, http://en.wikipedia.org/wiki/Systems_engineering, (2008).
