A teoria matemática do índice de desempenho entrópico – desenvolvimento e aplicações para a engenharia das reações químicas. - GÓES, Paulo Guilherme Silva de. (2021)
A literatura científica tem mostrado bastante interesse na utilização de conceitos entrópicos na estrutura de metodologias para a análise e otimização de processos da engenharia das reações químicas, visto que as máximas transformações ocorrem quando se trabalha mais próximo da reversibilidade. Entretanto, a modelagem entrópica, especificamente, a metodologia da mínima taxa de produção de entropia, apresenta algumas dificuldades de implementação no meio industrial, principalmente devido a especificidade dos modelos obtidos para análise. Consequentemente, o índice de desempenho entrópico surge naturalmente como uma alternativa para contornar as problemáticas da metodologia entrópica. O objetivo desta pesquisa é apresentar o desenvolvimento de uma teoria matemática para o índice de desempenho entrópico, buscando interpretálo fisicamente a partir de elementos da teoria da comunicação. Assim, utilizandose esforços matemáticos levando em consideração diferentes abordagens do conceito da entropia, foi possível estruturar a base teórica do índice de desempenho entrópico, o qual pode ser interpretado como uma propriedade que mede a similaridade entre duas condições físicas, as quais estão diretamente associadas ao desempenho de um sistema reacional. Posteriormente, demonstrouse matematicamente o vínculo entre a metodologia da mínima taxa de produção de entropia e o índice entrópico, expondo que o índice é uma ferramenta quantitativa que mostra a trajetória da mínima taxa de produção de entropia de processos da engenharia das reações químicas e, consequentemente, o máximo desempenho. Aplicandose a metodologia desenvolvida a partir de exemplos práticos, observouse a capacidade e simplicidade do índice de desempenho entrópico como uma ferramenta para a análise e otimização de sistemas reativos, verificandose que a busca pela otimização de um sistema reativo pode ser caracterizada como esforços para maximizar o índice de desempenho entrópico (ou seja, minimizar a taxa de produção de entropia do sistema reativo), constatandose um novo paradigma para a análise e otimização de processos da engenharia das reações químicas.