O Dr. Santos Gracia Villar, presidente da Fundación Universitaria Iberoamericana (Fundação Universitária Iberoamericana, FUNIBER), participa de um estudo que combina fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, com tecnologias avançadas para reduzir o consumo de energia e o impacto ambiental na indústria do papel.
A indústria do papel, conhecida pelo seu elevado consumo de energia, enfrenta um desafio significativo: reduzir a sua pegada ambiental, mantendo a eficiência operacional. Uma das áreas mais críticas é a gestão do licor negro, um subproduto do processo de fabrico de papel que contém químicos e biomassa. Este licor, que pode gerar até 2 exajoules de energia por ano, é concentrado utilizando evaporadores de múltiplos efeitos (MEE). No entanto, estes sistemas são responsáveis por mais de 30% do consumo total de energia da indústria.
As soluções clássicas para melhorar a eficiência energética dos MEE incluem esquemas como pré-aquecedores, compressão de vapor térmica e mecânica, tanques de expansão e modelos híbridos que combinam tecnologias. Além disso, a incorporação de energias renováveis, como a solar e a eólica, tem sido considerada para reduzir a dependência das fontes convencionais. Embora a integração destas energias seja comum noutras indústrias, a sua aplicação na produção de papel é ainda incipiente. Neste sentido, o estudo propõe a utilização de reflectores solares Fresnel lineares (LFR) e de energia eólica para otimizar o consumo energético das OLT.
O estudo, realizado numa fábrica de papel na Índia, combinou esquemas tradicionais de poupança de energia com fontes de energia renováveis. Utilizou modelos baseados na termodinâmica para analisar a eficiência energética, aplicando técnicas de otimização como os algoritmos metaheurísticos, incluindo o algoritmo de otimização da morsa (WaOA). Os principais objectivos eram maximizar a economia de vapor, reutilizar o calor residual, integrar as energias renováveis e validar modelos híbridos.
A integração das energias solar e eólica, através de reflectores Fresnel lineares (LFR) e de turbinas eólicas, reduziu a dependência das fontes convencionais em 62% e em 34% para os sistemas híbridos optimizados. Esta abordagem híbrida assegurou um fornecimento constante de energia, mesmo em caso de flutuações da luz solar ou do vento, melhorando a estabilidade e a eficiência do sistema. Além disso, a otimização do SEE e a reutilização do calor residual contribuíram para um desempenho energético superior, com melhorias adicionais através do ajuste de parâmetros como a fração de separação. Estes resultados não só validam a viabilidade técnica da abordagem, como também realçam o seu potencial para transformar a indústria do papel num modelo de sustentabilidade.
De um ponto de vista prático, a combinação de energias renováveis com a EEM requer um planeamento cuidadoso, mas oferece benefícios económicos, operacionais e ambientais, tais como custos mais baixos a longo prazo e menos emissões de gases com efeito de estufa. O estudo recomenda a expansão da utilização de energias renováveis nos sectores industriais, a exploração de fontes adicionais, como a biomassa ou a energia geotérmica, e a realização de estudos de escalabilidade e análises económicas para avaliar a viabilidade destas soluções. Esta abordagem promove processos industriais mais sustentáveis, eficientes e económicos.
O impacto deste desenvolvimento vai para além da redução dos custos de funcionamento. Ao reduzir significativamente o consumo de combustíveis fósseis, o sistema híbrido contribui para a atenuação das alterações climáticas e promove a adoção de energias limpas em sectores industriais tradicionalmente dependentes de recursos não renováveis. Além disso, ao reutilizar o calor residual e maximizar a eficiência energética, abre um precedente para outras indústrias que procuram equilibrar a produtividade e a sustentabilidade.
Em conclusão, o estudo não só oferece uma solução prática para os desafios energéticos da indústria do papel, como também serve de modelo para a integração de tecnologias renováveis nos processos industriais. Com desenvolvimentos como este, o caminho para um futuro mais sustentável parece cada vez mais exequível.
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A Fundação Universitária Iberoamericana (FUNIBER) promove vários programas de estudo na área do meio ambiente, como o Mestrado em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Este programa prepara o aluno para enfrentar os desafios ambientais a partir de uma perspetiva técnica, integrando aspectos ecológicos, sociais, econômicos e tecnológicos para promover o desenvolvimento sustentável. Dê o próximo passo em direção a um futuro sustentável! Inscreva-se agora e faça parte da mudança.