Repositório Institucional da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT): Método de avaliação da eficiência energética em cenários de reciclagem por meio de abordagem de exergia
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Título: Método de avaliação da eficiência energética em cenários de reciclagem por meio de abordagem de exergia
Título(s) alternativo(s): Method to evaluate energy efficiency in recycling scenarios through exergy approach
Autor(es): Almeida, Sérgio Tadeu de
Citação: ALMEIDA, Sérgio Tadeu de. Método de avaliação da eficiência energética em cenários de reciclagem por meio de abordagem de exergia. 2016. 186 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: A medição da eficiência energética dos processos de reciclagem é questão fundamental para a humanidade. O aumento de resíduos apresenta um desafio para as organizações e a sociedade na busca de desenvolvimento sustentável. Frente a esse problema a reciclagem é amplamente reconhecida por ser uma estratégia de fim de vida amigável ao ambiente e a abordagem adequada para gerir eficazmente o lixo e minimizar o impacto negativo sobre meio ambiente e economia, bem como garantir a disponibilidade de materiais e energia ao longo das próximas décadas. Entretanto, uma vez que a tecnologia de reciclagem disponível, ao mesmo tempo requer matérias-primas e energia, acaba por contribuir para o esgotamento dos recursos naturais, logo torna-se vital avaliar também a eficiência energética dos processos de reciclagem e determinar o seu real benefício. Caracterizado como um método, a avaliação da eficiência na reciclagem por análise de exergia mostra-se um aliado valoroso na medida em que permite revelar a eficiência energética nos processos, como uma função de transformações físicas, térmicas e da qualidade dos materiais reciclados em cada etapa escolhida para os diferentes e possíveis cenários dos processos de reciclagem. Por meio da análise são identificadas as exergias agregadas a um determinado produto em fim de vida, de modo que componentes ou submontagens são priorizados para fins da estratégia de reuso. Em seguida, são construídos quatro cenários. Um primeiro representa o estado da arte quanto a eficiência em processos de reciclagem; o segundo visa a recuperação máxima de matérias; o terceiro avalia exegeticamente o potencial de recuperação de energia e por fim, uma condição tal que atenda a legislação vigente. Para apoiar o processo decisório, os resultados são analisados por métodos de análise multicritério a fim de apontar a melhor opção sob a ótica da exergia e de suas características. Os resultados revelam em cada cenário, quais práticas e configurações representam um maior impacto na eficiência energética e como cenários e métodos tradicionais de reciclagem podem obter melhores resultados segundo combinados por diferentes estratégias de fim de vida. Por fim, testes são realizados para verificar se a reciclagem fere o senso comum1 que induz a acreditar que reciclar é, sob quaisquer circunstâncias, uma prática benéfica ao meio ambiente.
Abstract: Measuring the energy efficiency of recycling processes is fundamental for humanity. The increase of waste presents a challenge for organizations and society pursuing sustainable development. Faced with this problem, recycling is widely recognized as a friendly strategy to the environment and the proper approach for effectively managing waste and minimizing the negative impact on environment and economy, as well as ensuring the availability of materials and energy over the next decades. However, since the available recycling technology, at the same time, requires raw materials and energy, it ultimately contributes to the depletion of natural resources, so it is vital also to assess the energy efficiency of recycling processes in order to determine their real benefit. Characterized as a method, the evaluation of efficiency in recycling by exergy analysis, shows to be a valuable ally insofar as it permits to reveal the energy efficiency in the processes as a function of physical, thermal and quality of recycled materials in each stage chosen for the different and possible scenarios of recycling processes. By means of exergy analysis, the embodied exergy linked to a particular product in its end of life is identified in a certain way that components or sub-assemblies are prioritized for the purposes of reuse strategy. In the sequence, four scenarios are defined. A first scenario represents the state-of-the-art of efficiency in recycling processes; the second aims the maximum recovery of materials; the third exegetically evaluates the potential for energy recovery and finally, such a scenario that meets the current legislation. To support the decisionmaking process, the results are analyzed by means of a multi-criteria analysis method, in order to point the best option from the perspective of exergy and its features. Results reveal, in each scenario, which practices and configurations pose a greater impact on energy efficiency and how traditional methods can get better results if combined or replaced with end-of-life strategies. Finally, tests are run for determining whether recycling hurts the common sense 2 according to which recycling is always a beneficial practice on the environment.