Combustão na caldeira de recuperação
Pesquisador da USP construiu um modelo que incorpora cada aspecto fundamental ao processo de combustão
Para compreender o processo de combustão que ocorre no interior da caldeira de recuperação dos parques industriais da indústria de celulose e papel, o pesquisador da Universidade de São Paulo (USP), Daniel Ferreira – com auxílio dos pesquisadores Marcelo Cardoso e Song Won Park – construiu um modelo abrangente, que incorpora cada aspecto fundamental à combustão. O estudo recebeu a melhor pontuação da Sessão Técnica de Recuperação e Energia, que faz parte da programação do ABTCP 2012 – 45° Congresso e Exposição Internacional de Celulose e Papel.
Segundo Ferreira, trabalhos realizados por ele, anteriormente ao apresentado no congresso deste ano, mostravam apenas o escoamento isotérmico dos gases de combustão, cujo enfoque era o comportamento do escoamento no interior da caldeira. A combustão homogênea dos voláteis dentro da caldeira também já havia sido investigada em pesquisas pregressas. “A inclusão das partículas no modelo, para analisar suas trajetórias e a liberação dos voláteis foi uma etapa natural que se seguiu”, disse sobre a iniciativa de desenvolver o trabalho.
A seguir, o pesquisador detalha as conclusões encontradas no estudo e conta como ingressou na vida acadêmica.
Quais foram os principais resultados encontrados na pesquisa?
Visto que o objetivo original do trabalho era a construção de um modelo CFD compreensivo, é possível considerar que os principais resultados encontrados são a escolha e a análise dos modelos e parâmetros durante a representação de cada fenômeno e etapa representados. Conhecer a metodologia ideal para representar a queima heterogênea do licor negro em uma caldeira de recuperação, bem como as limitações desse modelo, nos permite simular a operação de outras caldeiras e até comparar suas respectivas operações, levando em consideração seus processos internos. Dentre as surpresas encontradas, está o peso da representação da radiação no modelo. Como diz a teoria, esperávamos que a radiação fosse o mecanismo dominante de troca térmica em qualquer processo em que ocorrem temperaturas superiores a 1000°C, mas não tínhamos noção do quanto ela contribui para a estabilidade da operação da caldeira como conhecemos.
De que forma essas conclusões podem contribuir com a indústria de celulose e papel?
Podemos hoje analisar todo o escoamento no interior da fornalha da caldeira com o modelo de combustão muito realista em sua geometria muito complexa. A ferramenta CFD será de grande auxílio em projetos de melhoria e otimização de equipamentos industriais como retrofit ou até mesmo no desenvolvimento de novos equipamentos.
Como teve início a sua experiência acadêmica e científica?
Eu me formei em Engenharia Química na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), em 2005, e logo em seguida iniciei o mestrado, a princípio pela UFMG, mas concluindo-o pela USP, em 2007. Dois anos depois, iniciei o doutorado também na USP, e concluirei em dezembro deste ano. Gosto bastante da área de CFD e pretendo continuar realizando trabalhos referentes a esse tema por mais tempo. Ao ingressar na vida acadêmica, a gente acredita que após passar pelo mestrado e doutorado, as dúvidas vão se esgotar. Isso acaba sendo um engano. Hoje sei que ainda há muitas questões a serem desvendadas.
