Otimização da produção de biogás em biodigestores batelada - Marcucci, Leandro Willian (2018)
A busca por energia tem sido crescente na atualidade. Por outro lado, o processo de obtenção de energia por diversas fontes nem sempre compensa economicamente e ambientalmente. Assim, as fontes renováveis tem ganhado cada vez mais espaço na matriz energética. Neste contexto, os biodigestores tem assumido um papel importante, por serem uma fonte barata de energia e reduzirem os resíduos e dejetos gerados pelo setor agropecuário. Este trabalho visa propor um modelo de otimização para biodigestores do tipo batelada visando maximizar a produção de biogás e ao mesmo tempo minimizar o tempo de retenção hidráulica, restrito a um sistema dinâmico que descreve o processo de conversão da matéria orgânica em biogás, tendo a temperatura como variável do sistema. Para a resolução do modelo de otimização foi proposto o uso das metaheurísticas Algoritmo Genético e Algoritmo Memético, implementado o Método de Runge-Kutta de quarta ordem para resolução do sistema de equações diferenciais de primeira ordem e um ajuste de curva aos dados coletados que descrevem o crescimento bacteriano em função da temperatura. Foram investigadas algumas curvas que descrevem o crescimento microbiano a partir do ajuste das curvas Gaussiana, Fourier e Soma de Senos. Os resultados alcançados indicam que o ajuste de curve feito pela curva Gaussiana se mostrou mais eficaz e que ambos Algoritmos, Memético e Genético, produzem soluções satisfatórias e realísticas. Os experimentos computacionais realizados mostram que a metodologia proposta tem grande potencial como ferramenta de auxílio ao planejamento e operação dos biodigestores em batelada