Algoritmos numéricos para simulação e otimização de biorreatores com múltiplas reações elementares

Autores

DOI:

https://doi.org/10.35819/remat2023v9i2id6919

Palavras-chave:

algoritmo matricial, cálculo de reações, reações múltiplas

Resumo

Junto com os avanços tecnológicos das últimas décadas, houve aumento na demanda por energia elétrica, que já não pode ser suprida pelos atuais processos e recursos. Dentre as alternativas apresentadas para suprir o aumento no consumo, está o biogás, cuja vantagem é poder ser produzido a partir dos rejeitos orgânicos gerados por uma população em crescimento exponencial. Nesse panorama, o estudo de biorreatores é essencial para, não apenas amenizar a possível crise em curso, mas também otimizar os processos atualmente utilizados, barateando as tecnologias. Assim, o presente trabalho teve como objetivo principal a criação de algoritmos que automatizassem a simulação de diferentes tipos de reatores, iniciando a modelagem por reatores com múltiplas reações elementares, mas que pode, futuramente, ser atualizado para tratar de múltiplas reações microbiológicas simultâneas. Esses algoritmos foram desenvolvidos em software livre Scilab e os resultados obtidos foram verificados a partir de comparação com valores disponíveis na literatura, obtendo-se convergência numérica, o que indica a efetividade dos mesmos.

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Biografia do Autor

Michel Michelon, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha (IFFAR), Uruguaiana, RS, Brasil

Juliana Fronza, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Bento Gonçalves, RS, Brasil

Marlene Guevara dos Santos, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), Porto Alegre, RS, Brasil

Referências

BORGES, F. Q. Crise de energia elétrica no Brasil: uma breve reflexão sobre a dinâmica de suas origens e resultados. RECIMA21, Jundiaí, SP, v. 2. n. 10, p. e210809, 2021. DOI: https://doi.org/10.47820/recima21.v2i10.809.

DATTA, B. N. Numerical Linear Algebra and Applications. 1. ed. New York: Brooks/Cole Publishing Company, 1995.

FOGLER, H. S. Elements of Chemical Reaction Engineering. 4. ed. Upper Saddle River: Pearson Education, 2006.

FOGLER, H. S.; GÜRMEN, M. N. Elements of Chemical Reaction Engineering: Strategies for Creative Problem Solving Website. 4th Edition Team. 2008. University of Michigan. Disponível em: http://umich.edu/~elements/. Acesso em: 1 out. 2018.

GAVIN, H. P. The Levenberg-Marquardt method for nonlinear least squares curve-fitting problems. Department of Civil and Environmental Engineering, Duke University. 2022. Disponível em: https://people.duke.edu/~hpgavin/ExperimentalSystems/lm.pdf. Acesso em: set. 2023.

GRIVA, I.; NASH, S. G.; SOFER, A. Linear and Nonlinear Optimization. 2. ed. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 2009.

MICHELON, M. Algoritmos numéricos para simulação e otimização de biorreatores com múltiplas reações elementares. Orientadora: Juliana Fronza. Coorientadora: Marlene Guevara dos Santos. 2018. 45 p. Monografia (Especialização em Qualificação Docente em Ciências Naturais e Matemática) – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Bento Gonçalves, RS, 2018.

RANGANATHAN, A. The Levenberg-Marquardt Algorithm. Honda Research Institute. 2004. Disponível em: http://www.ananth.in/Notes_files/lmtut.pdf. Acesso em: 19 out. 2018.

SOBRINHO, L. H. R. da S. Estudo para aplicação da tecnologia de aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos: um estudo de caso para o município de Magé/RJ. Orientador: Amaro Olímpio Pereira Junior. 2021. 109 f. Dissertação (Mestrado em Planejamento Energético) ? Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2021. Disponível em: https://www.ppe.ufrj.br/images/publica%C3%A7%C3%B5es/mestrado/Disserta%C3%A7%C3%A3o_Luiz_Henrique_Sobrinho.pdf. Acesso em: 28 dez. 2023.

VIEIRA, H. G.; POLLI, H. Q. O Biogás como fonte alternativa de energia. Revista Interface Tecnológica, Taquaritinga, SP, v. 17, n. 1, p. 388-400, 2020. DOI: https://doi.org/10.31510/infa.v17i1.766.

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Publicado

2023-12-29

Como Citar

MICHELON, M.; FRONZA, J.; SANTOS, M. G. dos. Algoritmos numéricos para simulação e otimização de biorreatores com múltiplas reações elementares. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática, Bento Gonçalves, RS, v. 9, n. 2, p. e3011, 2023. DOI: 10.35819/remat2023v9i2id6919. Disponível em: https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/6919. Acesso em: 28 abr. 2024.

Edição

Seção

Matemática

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