Termodinâmica e o uso eficiente de recursos : análise exergética de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar

Abstract

A Termodinâmica pode ser utilizada para analisar a sustentabilidade de sistemas da Ecologia Industrial com relação ao consumo de recursos. Este trabalho visa caracterizar como a ferramenta exergia opera para tal finalidade. O conceito de biorrefinaria visa substituir as refinarias de petróleo através da redução da intensidade de combustíveis fósseis em diferentes áreas de produção. O estudo de caso confrontou a tecnologia de uma Usina Sucroalcooleira Tradicional que produz açúcar, álcool e eletricidade com três cenários de Biorrefinarias Sucroalcooleiras, que além dos produtos tradicionais produzem bio-óleo, biogás, bio-fertilizantes, ácido levulínico, ácido fórmico e algas secas a fim de responder qual tecnologia é mais eficiente na utilização dos recursos de biomassa. Esta comparação torna-se importante, pois, à medida que novos processos industriais são incorporados mais recursos são consumidos, mais resíduos e emissões podem vir a ser lançadas no ambiente. Uma análise econômica dos produtos também foi realizada. A eficiência exergética total da Usina Tradicional foi de 43,5%. Nas simulações da mesma usina como uma biorrefinaria, as eficiências exergéticas obtidas foram de 82%, 82% e 81%, respectivamente, para o primeiro, o segundo e o terceiro cenário. O setor onde há produção de ácido levulínico e ácido fórmico foi identificado como o maior destruidor de exergia, com eficiência de apenas 15%. Economicamente, o segundo cenário é o mais vantajoso.