A exergia e a sustentabilidade aplicadas a uma usina siderúrgica integrada a carvão vegetal

• Autor(a) principal: Lis Nunes Soares
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8NWHFB
• topic: Eficiência Exergética; Exergia; Siderurgia; Sustentabilidade; Engenharia mecânica

O conceito de exergia é central no desenvolvimento desse trabalho, uma vez que ele propõe uma articulação entre a idéia de energia, sustentabilidade e meio-ambiente. Aqui, o conceito foi utilizado primeiramente na análise da eficiência exergética concomitantemente com a análise da eficiência energética de uma indústrica siderurgica integrada a carvão vegetal de grande porte. Para isso, foram coletados dados em base anual que permitiram a elaboração dos balanços de massa, energia e exergia dos processos industriais presentes nas unidades de mineração, carvão vegetal e siderurgia integrada. Destacou-se o fluxo de massa de carbono, o que resultou na criação da linha de base relativa a possibilidades futuras de elaboração de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL). As análises identificaram e quantificaram os consumos específicos e as irreversibilidades constantes dos processos e, com a ajuda da literatura referenciada, foram detectados potenciais de melhoria da eficiência da usina além de uma situação das condições do uso de energia dessa usina comparativamente a outras de mesmo ramo. Após a análise global, fez-se o acompanhamento da linha de produção de um tubo com a respectiva análise exergoeconômica. Essa análise identificou e quantificou a participação dos insumos no custo exergético do tubo. Alinhado à busca mundial por parâmetros sustentáveis, sugeriu-se a criação de um índice de sustentabilidade por meio de uma reconstituição de valores de produtos e subprodutos, agora parametrizados de acordo com um ideal de sustentabilidade. Preliminarmente, os dados apontam para uma eficiência exergética da ordem de 43% na usina pesquisada, desconsiderando as unidades de produção de carvão e de mineração. Considerando essas duas unidades, obteve-se uma eficiência exergética da ordem de 5% essa diferença acentuada nos índices de eficiência não justifica uma comparação entre as duas condições porque no segundo caso considerou-se a influência do trabalho da natureza (fotossíntese). Quando consideradas as unidades siderúrgica, mineração e a planta de carbonização a eficiência exergética é da ordem de 38%. A pesquisa sugere que a usina siderúrgica estudada, considerando o contexto amplo das siderúrgicas brasileiras, e tomando a sustentabilidade como parâmetro para avaliação da qualidade da energia consumida, segue um padrão diferenciado por consumir carvão vegetal em alternativa ao coque. O índice de sustentabilidade proposto indicou que a valorização dos produtos e subprodutos na perspectiva exergética, podem render um acréscimo de cerca de 8% na receita anual da empresa. Finalmente, o potencial para aumento da eficiência exergética está na média das demais usinas com um índice de melhoria da ordem de 2 GJ por tonelada de aço bruto. Essa melhoria depende de ações específicas voltadas para eficiência exergética, investimentos em tecnologia e pesquisas e desenvolvimento