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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2011

Reúso de Água: Comparação entre os Métodos DFA, Programação Linear e Programação não Linear.

Autora: Thatiana Cristina Lima Costa Peixoto.
Orientador: Fernando Luiz Pellegrini Pessoa.

Resumo

A água é um dos recursos naturais mais importantes, sendo indispensável à vida na Terra. Há anos atrás, indústrias emitiam enormes quantidades tóxicas de rejeitos sem qualquer tipo de tratamento, baseando-se no conceito de que os recursos hídricos constituíam uma fonte inesgotável. Entretanto, atualmente as fontes de água estão cada vez mais escassas, tornando-se um recurso valioso. Desta forma, esta crise mundial da água aliada às legislações ambientais cada vez mais rigorosas tem levado as indústrias a adotarem estratégias de gerenciamento do uso da água. Neste contexto, o reaproveitamento e a conservação da água surgem como uma importante ferramenta na estratégia de gestão de recursos hídricos. Através do reúso, reciclo ou regeneração, as indústrias encontram alternativas para a minimização do consumo de água na cadeia produtiva e para a diminuição dos efluentes descartados no meio. Várias metodologias foram e estão sendo desenvolvidas com este intuito.

Este trabalho apresenta uma comparação entre métodos distintos utilizados para minimização do consumo de água em processos produtivos: o diagrama de fontes de água (DFA) e a otimização via programação linear (PL) e não linear (PNL) em uma indústria com grande potencial poluidor de águas do Estado do Rio de Janeiro: a indústria de refino de petróleo. Para realização dessas comparações, foi utilizada como estudo de caso uma refinaria de petróleo proposta por WANG e SMITH (1994a), onde a rede de água a ser otimizada é composta por três operações com elevado consumo de água dentro do processo produtivo de uma refinaria típica: a destilação a vapor, a hidrodessulfurização e a dessalinização. Como efluentes destas operações, estão presentes três contaminantes bastante comuns em uma refinaria: os hidrocarbonetos, gás sulfídrico (H2S) e sais.

Como resultado, foi observado que houve uma redução de 19,8% no consumo de água bruta quando utilizada a técnica de DFA, 20,7% quando utilizada otimização via programação linear e 20,6% na aplicação de programação matemática via programação não linear. Essa diferença percentual relativamente pequena demonstra que os métodos produzem resultados finais equivalentes, fazendo com que a escolha entre um método e outro seja baseada, prioritariamente, nas vantagens e desvantagens inerentes à aplicação dos três procedimentos.