Desenvolvimento de software para simulação de processos enzimáticos utilizando autômatos celulares

Silva, Alex Matos da

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			http://hdl.handle.net/11422/27910

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Desenvolvimento de software para simulação de processos enzimáticos utilizando autômatos celulares
Author(s)/Inventor(s):	Silva, Alex Matos da
Advisor:	Fernandes, Heloísa Lajas Sanches
Co-advisor:	Ribeiro, Bernardo Dias
Abstract:	Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um software para simulação de processos enzimáticos, mesmo em meios multifásicos, com ênfase na modelagem de sistemas contendo surfactantes, utilizando a abordagem de autômatos celulares. O objetivo principal foi criar uma ferramenta computacional capaz de representar, de forma realista e flexível, a dinâmica de reações enzimáticas em ambientes heterogêneos, superando as limitações dos modelos clássicos baseados em equações diferenciais. O software foi implementado em Python, com interface gráfica web, e permite ao usuário configurar parâmetros do sistema, executar simulações e analisar resultados de forma intuitiva. O modelo de autômato celular adotado representa o sistema como uma grade bidimensional, onde cada célula pode conter diferentes componentes químicos, como enzima, substrato, produto, água, surfactante ou vazios, e evolui segundo regras locais de movimentação, reação e rotação. Foram realizadas simulações em três cenários principais: (i) cinética clássica de Michaelis-Menten com substrato polar, (ii) cinética com substrato apolar, e (iii) cinética com substrato apolar na presença de surfactante. Os resultados demonstraram que o modelo é capaz de reproduzir curvas típicas de Michaelis-Menten, possibilitar o cálculo de parâmetros cinéticos aparentes (Vmax e KM), e capturar fenômenos como aglomeração de substratos apolares e ação de surfactantes na interface. A presença de surfactante aumentou a taxa máxima de reação, mas também elevou o valor aparente de KM, sugerindo efeito inibitório competitivo. O software mostrou-se robusto, reprodutível e extensível, sendo uma ferramenta promissora para estudos acadêmicos e industriais de processos enzimáticos complexos.
Keywords:	Simulação de Processos Modelagem matemática Cinética enzimática Ferramenta computacional
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	17-Jul-2025
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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