A integração energética e a produção de utilidades são de vital importância
nos processos químicos, em diferentes setores industriais, desde a
petroquímica, aos têxteis, à cerâmica, entre outros. Os processos devem estar
energeticamente balanceados, e a viabilidade económica da unidade
industrial depende da otimização simultânea dos fluxos energéticos e dos
fluxos de produção. Este caso de estudo visa melhorar o desempenho
económico de unidades industriais de prensados de madeira, situadas em
Tomar e na Nazaré, através da análise de diferentes configurações para
produzir as utilidades quentes necessárias. Num enquadramento de
sustentabilidade energética, as necessidades térmicas devem ser geradas
numa fornalha de biomassa que recorre aos resíduos produzidos em diversas
operações do processo (casca, aparas de placas e pó). As unidades
industriais utilizavam o fuelóleo, como um dos recursos energéticos, em
particular durante os meses de inverno. Neste estudo pretende-se avaliar
diferentes configurações de um novo sistema energético das unidades
industriais que recorram somente à queima de biomassa. Nos processos
industriais as utilidades podem ser geradas de forma direta ou indireta,
respetivamente, a partir dos gases de combustão ou através de um
termofluido intermédio. Assim, os modelos de investigação operacional
podem ajudar a decidir qual a melhor configuração para o sistema energético
que permita satisfazer as necessidades de utilidades quentes que o processo
requer. As alternativas foram comparadas atendendo aos equipamentos
selecionados e seus atributos: a potência requerida para a fornalha e o
consumo de biomassa, o número de permutadores/geradores de vapor e
área total de transferência de calor, assim como a eficiência global do sistema
energético. Para apoio à decisão, foi desenvolvido um modelo de
Programação Não-Linear Inteira Mista (MINLP) que considera os detalhes
operacionais. A introdução de variáveis binárias permitiu modelar a
combinatória das diversas alternativas. Foram ainda, consideradas restrições
de caráter prático e/ou baseadas na experiência real de unidades industriais
desta natureza.