Uma pesquisa desenvolvida pelo Instituto de Tecnologia e Pesquisa (ITP) e pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos (PEP) da Universidade Tiradentes (Unit) pode amenizar o impacto do uso das usinas termelétricas para o meio ambiente, através do controle da qualidade do óleo combustível utilizado na produção do combustível. O trabalho foi realizado entre 2016 e 2020 pela equipe do professor Gustavo Rodrigues Borges, do PEP, e desenvolvido com a participação do Porto de Suape, em Pernambuco, e da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).
As termelétricas vêm sendo cada vez mais acionadas no Brasil com aval do governo federal, devido ao risco de problemas na produção de energia elétrica e por força da crise hídrica enfrentada por estados do Centro Sul do país. Mas um ponto contrário para seu uso é o potencial de poluição destas usinas que, ao contrário das hidrelétricas movidas pela água dos rios, utilizam combustíveis fósseis para a geração de energia. Em muitos casos, essa poluição é atribuída à qualidade do combustível usado – o que, no caso de muitas termelétricas, é um óleo derivado do petróleo, cujo teor de viscosidade e densidade pode comprometer os motores e equipamentos.
De acordo com Gustavo Rodrigues, a tecnologia consiste em um sistema de sondas instaladas nos equipamentos da usina e conectadas via fibra ótica a um aparelho chamado espectrofotômetro de infravermelho próximo (NIR). Esses aparelhos são operados e controlados por um software desenvolvido pelos pesquisadores. “O projeto desenvolvido consistiu no desenvolvimento de uma metodologia de calibração do equipamento e desenvolvimento de modelos matemáticos que possibilitou a aplicação deste equipamento para o monitoramento da qualidade do óleo combustível”, explicou, acrescentando que esses modelos matemáticos e de inteligência artificial, operam o sistema e extraem informações em tempo real sobre a qualidade do combustível empregado na usina.
“As sondas são como sensores que irão captar as informações físico-químicas do óleo combustível através da interação da amostra de óleo com a radiação de infravermelho. A radiação passa pela amostra e é refletida para o equipamento, onde as interações químicas na presença do feixe luminoso são computadas e transformadas em um sinal chamado de espectro. Em adição, o sistema ainda dispõe de software desenvolvido com base em algoritmos de inteligência artificial para o processamento dos espectros coletados e predição em tempo real dos valores referentes ao teor de água presente no óleo, densidade, viscosidade e poder calorífero. Estes espectros podem ser coletados/processados a cada 30 segundos possibilitando o monitoramento on-line da qualidade do óleo combustível”, detalha o pesquisador do ITP.
Ainda para Gustavo, o objetivo do novo sistema é otimizar o processo de produção das termelétricas movidas a óleo combustível, dando a configuração adequada aos motores, minimizando a poluição do ambiente e os custos com danos provocados aos equipamentos. “Este fato torna os motores mais eficientes, tanto para gerar mais energia por volume de óleo consumido, quanto para diminuir a emissão de gases tóxicos (NOx) e material particulado. Ademais, o uso de óleos combustíveis fora da especificação pode causar danos aos motores durante o seu funcionamento. Portanto, o sistema de monitoramento on-line poderá identificar e emitir alertas aos operadores da planta quando um óleo combustível de baixa qualidade for detectado, evitando assim danos aos motores e paradas intempestivas da planta”, assinala.
Durante a pesquisa, o trabalho de estudo e desenvolvimento da tecnologia de monitoramento do combustível aconteceu no ITP, em Aracaju, através do Núcleo de Estudos em Sistemas Coloidais (Nuesc). Em seguida, a partir da parceria firmada em Pernambuco, o sistema foi aplicado e testado na Usina Termoelétrica Suape II S/A, em Cabo de Santo Agostinho (PE). Os resultados foram considerados satisfatórios e os responsáveis técnicos da indústria passaram por treinamento sobre o funcionamento, operação e limpeza dos componentes do sistema de monitoramento.
Além da patente da tecnologia, a pesquisa se desdobrou em uma tese de doutorado, apresentada ao PEP/Unit, artigos científicos publicados em duas revistas internacionais e a apresentação do projeto em dois congressos internacionais, em 2018 e 2019, nas cidades de Córdoba (Argentina) e Lima (Peru). A expectativa é de que a pesquisa possa contribuir de forma direta para o desenvolvimento sustentável da cadeia produtiva de energia no Brasil e no mundo.
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