Pesquisa da UFMG cria modelo computacional da produção de biodiesel

Uma modelagem computacional capaz de simular mudanças em tanques produtores de biodiesel. Esse é o projeto desenvolvido pela estudante de mestrado do Departamento de Engenharia Mecânica da UFMG Isabela Poley. Sob orientação do professor Leandro Oliveira, o projeto gerou o artigo “CFD modeling and simulation of transesterification reactions of vegetable oils with an alcohol in baffled stirred tank reactors”, que foi apontado como a melhor apresentação oral na seção de CFD (computation fluid dynamics) da 4ª Conferência Internacional de Engenharia Mecânica e Aeroespacial, realizada em julho deste ano, em Moscou, na Rússia.

A pesquisa da estudante simula as condições necessárias para que a mistura entre óleo vegetal e álcool se transforme em biodiesel, usando a técnica conhecida como CFD. “Criei uma modelagem em CFD para simular a transesterificação, que é a reação química que ocorre entre o óleo vegetal e o álcool dentro dos tanques industriais produtores de biodiesel. Meu projeto de modelagem permite que qualquer mudança na proporção dos reagentes ou na configuração do tanque seja previamente simulada por meio do computador”, diz.

O processo de produção de biodiesel já é amplamente conhecido e aplicado em diversas indústrias, mas a simulação das reações ainda é pouco usada. Segundo Isabela, tal simulação otimiza a produção de biocombustíveis. “A ideia é melhorar o processo produtivo usando simulação computacional. Tentamos criar o melhor reator possível por meio do programa de computador. Dessa forma, antes de aplicar qualquer reação no reator físico do laboratório ou da indústria, ela pode ser previamente testada via computador”, explica.

As simulações realizadas pela estudante foram feitas considerando um tanque de escala industrial. A previsão dos resultados de um processo utilizando CFD permite que as empresas economizem com reagentes e equipamentos, tornando o processo produtivo mais eficiente.

“A simulação computacional permite que a duração de uma reação e a proporção dos reagentes, por exemplo, sejam todos previamente calculados. Assim, é possível prever o comportamento dos reagentes antes mesmo de colocá-los no tanque. Os experimentos, que seriam caros e que gastariam mais tempo e mais reagentes no tanque real, são todos feitos de forma mais eficaz”, aponta Isabela.

Modelagem 
A técnica de modelo de fluidodinâmica computacional, ou CFD, consiste no uso de métodos computacionais para a predição quantitativa de escoamento de fluidos. O modelo é capaz de prever transferência de calor, de massa e reações químicas como combustão e oxidação.

O conhecimento sobre as reações previsto via CFD pode ser usado em diversos campos da engenharia. Ele pode ser usado em projetos de usinas de potência, visando eficiência e redução de emissão de poluentes, em reatores e equipamentos de processamento de produtos químicos e em análises de riscos de danos, além da área de engenharia de segurança.

“O CFD é muito usado porque a previsão de situações permite ao engenheiro maior controle dos processos que ele opera. Isso é importante para que a engenharia funcione da melhor forma possível”, conclui Isabela Poley.

O artigo “CFD modeling and simulation of transesterification reactions of vegetable oils with an alcohol in baffled stirred tank reactors” está disponível aqui (em inglês).

Luana Macieira – assessoria UFMG