Bandoni José Alberto

Bandoni, José A.

Investigador Superior- CONICET
Profesor Titular - Universidad Nacional del Sur
Ingeniería de Procesos y Sistemas

Email: abandoni@plapiqui.edu.ar
Telefono: (0291) 486 1700 int. 211
Curriculum Vitae: Ver CV

Análisis de Ciclo de Vida y Optimización Matemática como Herramientas para la Producción Sustentable de Energía y de Productos Petroquímicos

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Modelado dinámico del sistema cardiorrespiratorio con fines de diagnóstico y tratamiento

Tradicionalmente la investigación y enseñanza de la fisiología utilizó la experimentación en animales para estudiar el comportamiento de las variables fisiológicas de diversos sistemas orgánicos. Actualmente esta práctica presenta limitaciones económicas y éticas. El empleo de modelos matemáticos que representen en forma realista la función del órgano o sistema constituye una alternativa atractiva en muchos casos dando lugar a lo que se conoce como “investigación in-sílico”.

El cuerpo humano es un sistema complejo influenciado por acciones-reflejo que se activan en caso de perturbaciones y disfunciones para restablecer condiciones normales. Por esta razón, la interpretación de los síntomas puede resultar contradictoria, dificultando en ocasiones la identificación de las causas de la disfunción. Otro aspecto que complica el adecuado diagnóstico es que las mediciones fisiológicas disponibles suelen ser limitadas, ruidosas y poco confiables.

Por estas razones se entiende que los modelos matemáticos que permitan simular en forma realista los procesos fisiológicos humanos constituyen una herramienta valiosa para asistir al personal médico con fines de diagnóstico y tratamiento de pacientes. En los últimos años se ha evidenciado una contribución significativa por parte de la comunidad de Ingeniería de Sistemas y Procesos en lo referente a modelado, optimización y control de sistemas biomédicos. Uno de los tópicos que más interés ha suscitado es el modelado del sistema cardio-respiratorio humano y procesos asociados con el objeto estudiar diversas patologías y los efectos de la dosificación de drogas con acción farmacológica.

En este proyecto de investigación se persigue fundamentalmente: i) desarrollar un modelo dinámico del sistema cardio-respiratorio incluyendo barorreflejo y procesos fármaco-cinéticos y fármaco-dinámicos, ii) desarrollar una estrategia basada en optimización dinámica para diseñar el plan de dosificación de drogas hemodinámicas y anestésicas, iii) implementar una estrategia de ajuste de parámetros con el objeto de generar modelos paciente-específicos.

Colaboradores: Blanco, Aníbal Manuel

Desarrollo de herramientas de asistencia de toma de decisiones biomédicas sobre la base de modelos matemáticos

Tradicionalmente la investigación y enseñanza de la fisiología utilizó la experimentación en animales para estudiar el comportamiento de las variables fisiológicas de diversos sistemas orgánicos. Actualmente esta práctica presenta limitaciones económicas y éticas. El empleo de modelos matemáticos que representen en forma realista la función del órgano o sistema constituye una alternativa atractiva en muchos casos dando lugar a lo que se conoce como “investigación in-sílico”.

El cuerpo humano es un sistema complejo influenciado por acciones-reflejo que se activan en caso de perturbaciones y disfunciones para restablecer condiciones normales. Por esta razón, la interpretación de los síntomas puede resultar contradictoria, dificultando en ocasiones la identificación de las causas de la disfunción. Otro aspecto que complica el adecuado diagnóstico es que las mediciones fisiológicas disponibles suelen ser limitadas, ruidosas y poco confiables.

Por estas razones se entiende que los modelos matemáticos que permitan simular en forma realista los procesos fisiológicos humanos constituyen una herramienta valiosa para asistir al personal médico con fines de diagnóstico y tratamiento de pacientes. En los últimos años se ha evidenciado una contribución significativa por parte de la comunidad de Ingeniería de Sistemas y Procesos en lo referente a modelado, optimización y control de sistemas biomédicos. Uno de los tópicos que más interés ha suscitado es el modelado del sistema cardio-respiratorio humano y procesos asociados con el objeto estudiar diversas patologías y los efectos de la dosificación de drogas con acción farmacológica.

En este proyecto de investigación se persigue fundamentalmente: i) desarrollar un modelo dinámico del sistema cardio-respiratorio incluyendo barorreflejo y procesos fármaco-cinéticos y fármaco-dinámicos,  ii) desarrollar una estrategia basada en optimización dinámica para diseñar el plan de dosificación de drogas hemodinámicas y anestésicas, iii) implementar una estrategia de ajuste de parámetros con el objeto de generar modelos paciente-específicos.

Planeamiento óptimo en la industria de la fruta

La industria de la fruta es actualmente una de las economías mas importantes del país y posee además un enorme potencial de desarrollo. Por ejemplo la industria de la pera y la manzana, localizada principalmente en la zona del Valle de Río Negro y Neuquen, representó un volumen de negocio para la exportación de mas de US$ 300 000 000 en 2005. Otro dato significativo es que por ejemplo en la provincia de Río Negro menos del 10% de la superficie potencialmente explotable se encuentra bien aprovechada en la actualidad.

En este proyecto de investigación se estudiarán varios problemas de interés al sector frutícola nacional, desde el punto de vista del desarrollo “herramientas de asistencia en la toma de decisiones” basadas en modelos matemáticos de planeamiento óptimo.

Uno de los problemas a estudiar es el “planeamiento estratégico de la cadena de suministro de la fruta”. El estudio se concentrará en el análisis de la incorporación de “nuevos productos” al sistema, esto es, la adopción de nuevas variedades de peras y manzanas. Ese interés responde por una parte a que puede darse una modificación en las preferencias de los consumidores (internacionales) respecto de las variedades de fruta mas aceptadas, y por otra a que los avances técnicos (nuevos rizomas, prácticas modernas de producción, etc.) suelen proporcionar mejores opciones productivas que las instaladas actualmente. Ambos factores impactan sobre el precio de venta final de las diferentes variedades y por lo tanto sobre la rentabilidad del negocio.

Planeamiento óptimo de sistemas agronómicos: cultivos

El empleo de modelos matemáticos para asistir a los operadores de sistemas productivos e industriales en la toma de decisiones es de larga data. Sin embargo, en el ámbito agroalimentario nacional, las numerosas aplicaciones de modelado matemático a diversos sistemas del sector, desarrolladas en los últimos años por la comunidad académica internacional, no han sido asimiladas en forma sistemática en la práctica. Esto se debe en buena medida a la gran componente “artesanal” que aún domina en las industrias derivadas de la producción primaria en nuestro país.

Debido al crecientemente competitivo y restrictivo mercado agroalimentario global, se torna necesario operar en forma cada vez más eficiente los procesos de producción y transformación de grandes cantidades de bienes relacionados con la agro-industria. Asimismo, también es necesario optimizar la administración de recursos escasos, como por ejemplo el uso del agua para la irrigación de tierras de cultivo.

El objetivo general de este proyecto es estudiar sistemas de producción de alimentos vegetales desde el punto de vista del modelado matemático con fines de planeamiento óptimo. Específicamente se abordará el problema de diseño de estrategias óptimas de irrigación y fertilización de cultivos.

Los modelos de planeamiento de irrigación y fertilización están ligados a “modelos de cultivos”. Los “modelos de cultivos” son esencialmente modelos biofísicos de simulación que calculan el crecimiento del cultivo en función del agua y fertilizante proporcionados además de depender de parámetros climáticos como ser temperatura ambiente, radiación solar y precipitaciones, entre otros. Estos modelos de simulación, vinculados a sistemas de optimización, permiten evaluar estrategias de dosificación de agua y fertilizantes y otras prácticas agronómicas.

Planeamiento óptimo de sistemas agronómicos: malezas.

El objetivo general de este proyecto  es el desarrollo de modelos matemáticos de la demografía poblacional de determinadas especies de malezas del agro-ecosistema de la zona semiárida, que permitan cuantificar la interacción entre variables biológicas, climáticas y de manejo. Los modelos a desarrollar serán validados con datos obtenidos de experiencias de campo, invernadero y laboratorio. Se incluirán asimismo módulos de cuantificación de indicadores económicos que posibiliten una evaluación sistemática de las diferentes estrategias de control y contribuyan a facilitar el complejo proceso de toma de decisiones relacionado con el manejo integrado de malezas. En principio, los estudios propuestos se realizarán en Lolium multiflorum y Avena fatua, malezas ocasionan los mayores perjuicios en los cultivos de cereales de invierno. Este proyecto se realiza en colaboración con investigadores del laboratorio de malezas del Depto. de Agronomía de la UNS y del INTA EEA Bordenave y Barrow.

Modelamiento y optimización en diseño, análisis, control y operación de sistemas de procesos en la industria petroquímica y alimenticia.

  • Desarrollo de modelos matemáticos y optimización dinámica y en estado estacionario de la operación de plantas petroquímicas.
  • Modelamiento y optimización de la planificación y programación de complejos petroquímicos.
  • Interacción entre diseño y control de procesos en reactores de polimerización
  • Modelamiento y optimización de plantas de concentración de jugos de frutas.
  • Planificación y optimización bajo incertidumbre de la cadena de suministros de la industria frutícola.
  • Planificación de centros de distribución de frutas.

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