Otimização do planejamento de produção de biogás em uma bateria de biodigestores
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Data
2021-12-15
Autores
Marcucci, Leandro Willian
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A busca por dejetos de animais de corte vem crescendo a cada dia, uma vez que, tais dejetos são, por muitas vezes, descartados em campo aberto, ocasionando diversos problemas ambientais. Uma alternativa que se tem mostrado eficiente é submeter estes dejetos ao processo de biodigestão anaeróbica, que ocorre em biodigestores. Esse processo é realizado por microorganismos que decompõem a matéria orgânica e, consequentemente, tem como material remanescente o biofertilizante, que é um adubo natural, e o biogás, que pode ser utilizado para geração de energia elétrica, mecânica, entre outros. Os biodigestores são equipamentos compostos por duas câmaras, uma responsável por armazenar os dejetos e a outra por armazenar o biogás produzido. A produção de biogás também se mostra eficiente para redução de problemas ambientais, uma vez que dejetos são descontaminados durante o processo de biodigestão. Este trabalho propõe uma metodologia utilizando a metaheurística algoritmo genético para determinação de um planejamento otimizado de produção de biogás em um conjunto de biodigestores em um determinado período de tempo, suprindo demandas diárias de biogás de modo que as sobras de produção sejam mínimas, evitando o processo de envasamento. Também é proposto encontrar um número de biodigestores a serem usados no planejamento, visando redução de gastos. A metodologia proposta foi testada e os resultados alcançados mostram que esta tem grande potencial para auxílio no planejamento otimizado da produção de biogás em grandes empresas.
The search for animal waste is growing every day, since it is often discarded in the open field, causing many environmental problems. An alternative that has been shown to be very efficient is to submit these wastes to an anaerobic biodigestion process, which occurs in biodigesters. This process is carried out by microorganisms that decompose the organic matter and consequently have biofertilizer, which is a natural fertilizer, and biogas, which can be used to generate electrical and mechanical energy, among others, as the remaining material. Biodigesters are equipment composed of two chambers, one responsible for storing waste and the other for storing the biogas produced. Biogas production is also efficient in reducing environmental problems, since the waste is decontaminated during the biodigestion process. This work aims to propose a methodology using the genetic algorithm metaheuristic to determine an optimized planning of biogas production in a set of biodigesters in a given period of time, supplying daily biogas demands so that production surpluses are minimal, avoiding the filling process. It is also proposed to find a minimum number of biodigesters to be used in planning, aiming to reduce costs. The proposed methodology was tested and the results achieved show that this has great potential to aid in optimized planning of biogas production.
The search for animal waste is growing every day, since it is often discarded in the open field, causing many environmental problems. An alternative that has been shown to be very efficient is to submit these wastes to an anaerobic biodigestion process, which occurs in biodigesters. This process is carried out by microorganisms that decompose the organic matter and consequently have biofertilizer, which is a natural fertilizer, and biogas, which can be used to generate electrical and mechanical energy, among others, as the remaining material. Biodigesters are equipment composed of two chambers, one responsible for storing waste and the other for storing the biogas produced. Biogas production is also efficient in reducing environmental problems, since the waste is decontaminated during the biodigestion process. This work aims to propose a methodology using the genetic algorithm metaheuristic to determine an optimized planning of biogas production in a set of biodigesters in a given period of time, supplying daily biogas demands so that production surpluses are minimal, avoiding the filling process. It is also proposed to find a minimum number of biodigesters to be used in planning, aiming to reduce costs. The proposed methodology was tested and the results achieved show that this has great potential to aid in optimized planning of biogas production.
Descrição
Palavras-chave
Otimização, Biodigestores, Modelagem matemática, Produção de biogás