[pt] ANÁLISE ESTATÍSTICA DA EFICIÊNCIA EXERGÉTICA SOB MÚLTIPLOS INDICADORES DE UMA BIORREFINARIA PRODUZINDO ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR E BIODIESEL DE MICROALGAS NO BRASIL

[pt] FERNANDO PAES DE CARVALHO FILHO

[pt] SUSTENTABILIDADE

[pt] SENSIBILIDADE

[pt] DESEMPENHO

[pt] BOXPLOT

[pt] Este trabalho realiza uma análise exergética abrangente de uma biorrefinaria integrada teórica, que produz etanol a partir da cana-de-açúcar e biodiesel de microalgas no contexto brasileiro. Foram processados os dados simulados em um modelo numérico utilizando o software Aspen Hysys referentes aos balanços de massa e energia, contemplando cinco subsistemas principais (hidrólise enzimática, digestão anaeróbica, planta de etanol, sistema de cogeração e cultivo de microalgas) e o sistema global. A partir da caracterização detalhada das correntes materiais e energéticas de cada subsistema, foram calculados quatro indicadores distintos de eficiência exergética para treze cenários operacionais simulados, com o objetivo de proporcionar interpretações mais amplas e precisas do desempenho termodinâmico da planta. Os dados foram organizados em planilhas para realização de uma análise exergética aprofundada, considerando os fluxos de exergia nas entradas e saídas de cada subsistema. O primeiro indicador de eficiência foi definido como a razão entre a exergia total que sai e a exergia total que entra no volume de controle, sendo esta a forma mais tradicional de avaliação. O segundo indicador manteve no denominador o somatório de exergia que entra no subsistema, porém o numerador passou a descontar as perdas exergéticas do processo, resultando em valores distintos. O terceiro indicador conservou o numerador do segundo, mas, modificou o denominador, considerando apenas as diferenças entre correntes de exergia que atuam como força motriz para o funcionamento do subsistema. Por fim, o quarto indicador utilizou esse mesmo denominador, mas redefiniu o numerador como o somatório das correntes de exergia que representam efetivos ganhos gerados pelo subsistema. Após o cálculo de todas as eficiências, uma análise estatística foi desenvolvida para melhor entendimento. Os resultados evidenciaram que a planta de microalgas apresentou consistentemente os maiores valores médios de eficiência exergética e baixa variabilidade entre os casos simulados, indicando sua robustez operacional. Em contraste, o sistema de cogeração exibiu os menores valores de eficiência, assim como maior dispersão nos indicadores avaliados. A digestão anaeróbica demonstrou queda significativa na eficiência ao considerar irreversibilidades internas, destacando a relevância do 2º e 3º indicador para evitar superestimações. A comparação entre os indicadores revelou visões complementares sobre o desempenho dos subsistemas, evidenciando que abordagens alternativas podem captar nuances não observadas em métodos convencionais.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

SERGIO LUIZ PINTO CASTINEIRAS FILHO

2025-07-14

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.71553