Modelagem do percentual de metano em biogás produzido a partir de resíduos da pecuária

• Autor(a) principal: Mandelli, Ana Paula
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31333
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Resíduos agrícolas; Resíduos orgânicos; Energia - Fontes alternativas; Redes neurais (Computação); Agricultural wastes; Organic wastes; Renewable energy sources; Neural networks (Computer science); Engenharia/Tecnologia/Gestão

A atividade agrícola é base da economia na região Oeste paranaense, e nas últimas décadas, tem-se observado um crescimento expressivo desse ramo. Todavia, esse cenário tem provocado o aumento da quantidade de resíduos sólidos orgânicos gerados pelos processos agrícolas, requerendo a elaboração de tecnologias de tratamento para esses resíduos. Nesse contexto, a digestão anaeróbia é uma opção viável, pois, além de proporcionar o tratamento adequado do resíduo, gera o biogás como coproduto. O biogás, por conter metano na mistura, pode ser utilizado em sistemas de combustão para conversão da energia térmica ou elétrica. Entretanto, para se avaliar a viabilidade da geração de biogás, sobretudo, o percentual de metano de um determinado resíduo, são necessários ensaios laboratoriais de biodigestão. A estimativa do percentual de metano tem como desvantagem o tempo requerido para que a análise seja concluída, entre 30 e 60 dias. Sendo assim, a utilização da modelagem matemática para avaliar o percentual de metano de um determinado resíduo, sem que houvesse a necessidade da realização do teste, seria de grande valia nas análises de projeto do gênero. Ademais, considerando-se a não linearidade inerente à biodigestão, por envolver bactérias, a utilização das Redes Neurais Artificiais (RNAs) como ferramenta computacional de modelagem pode conferir robustez ao modelo ajustado. Diante disso, este trabalho teve como realizar a modelagem matemática do percentual de metano de resíduos oriundos da pecuária (criação de suínos, bovinos e aves), por meio de RNAs. Como resultados, foi possível verificar que os percentuais de metano se assemelham aos dos ensaios laboratoriais, levando à conclusão de que a RNA foi capaz de predizer o percentual de metano no biogás produzido para a maioria das amostras testadas. Entretanto, em algumas amostras, a RNA forneceu respostas sem significado físico, sendo necessária a aplicação de um filtro de modo a permitir que a RNA fornecesse respostas apenas nos casos em que o valor da concentração de metano fosse factível.