Análise e Simulação de Processos na Industria

Imagine a seguinte situação: Você é responsável pelo controle e monitoramento de um processo químico, e precisa simular como a alteração de um parâmetro irá influenciar em outros parâmetros e no processo global. Como você executaria essa tarefa?

Intuitivamente, uma possibilidade é alterar diretamente na planta o parâmetro escolhido, por exemplo, a temperatura de um reator. Entretanto, essa não é a melhor escolha por vários motivos, como o fato de que não é viável a modificação de uma variável diretamente na planta, pois isso causaria interferências constantes no processo produtivo que está sendo realizado.  Além disso, existe o risco de algum acidente devido a modificação deste parâmetro , pois não só ele é afetado, como também todos aqueles a ele envolvidos, gerando um potencial risco para os operadores da planta

Diante disso, surge a dúvida: como podemos simular o efeito da modificação de variáveis presentes em uma planta, sem recorrer diretamente a ela? A resposta está na diante de nossas mãos: os computadores! O contínuo aprimoramento dos eletrônicos vem sendo acompanhado de um constante melhoramento de softwares de simulação fundamentais para a engenharia química, como por exemplo Aspen Hysys, CHEMCAD, EES (embora este último seja direcionado para solução de sistemas não lineares)

Softwares como esses criam um espaço virtual de simulação, onde é possível criar um ambiente que simule as condições em que se encontram um dado processo, bem como simular os efeitos de alterações em variáveis, equipamentos, e demais condições do processo. Esses softwares também oferecem diversos pacotes e diferentes modelos termodinâmicos , em que cada um é indicado para condições e compostos específicos

Em um ambiente de simulação, temos controle dos valores que as varíaveis assumem, dos equipamentos presentes, e dos modelos que estão sendo utilizados como referência. Para, por exemplo, um vaso flash contendo tolueno e benzeno, onde queremos determinar a composição das fases vapor e líquido, uma possibilidade é utilizar o Modelo de Peng – Robinson. Em se tratando do HYSYS, por exemplo, este processo é bem simples, visto que os parâmetros de interação entre os componentes já estão inseridos no programa , sendo necessário apenas informá-los em casos pontuais em que as interações sejam desconhecidas (onde inclusive, é comum utilizar o valor zero em alguns desses cenários)

Embora não seja um softwares de simulação de processos, o EES também é vital para esse contexto, pois em se tratando de processos em turbinas e destiladores, por exemplo, em que temos que lidar com sistemas com graus de liberdade elevados, o EES entra como um suporte fundamental, dado o fato de ser usado para solução de sistemas de equações lineares e não lineares, e mesmo possuir pacotes com inúmeras funções termodinâmicas que permitem a análise de processos, como o próprio modelo de Peng-Robinson, que é utilizado para cálculo de fugacidade, e mesmo a determinação de diversas funções de estado, como a entalpia e a entropia.

A possibilidade de utilizarmos softwares que simulam o efeito da modificação de variáveis em um dado processo, é de vital importância para que possamos sempre buscar possibilidades de inovação e de aumento de eficiência na unidade de trabalho em que estamos operando, bem como para analisarmos os parâmetros já existentes e como a modificação deles irá influenciar nas outras variáveis, bem como num processo como um todo.

Embora tenhamos voltado essa discussão para softwares , a simulação também se estende para a programação em sí. Linguagens como Python oferecem inúmeros recursos para a análise e simulação de processos , principalmente para a modelagem de processos, como é explorado com mais detalhes em outro artigo nosso sobre o tema! Para conhecer mais sobre as aplicações dessa linguagem na área de engenharia química, basta clicar aqui!

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