Transformar resíduos orgânicos em energia elétrica é uma importante fonte renovável de energia que contribui para a redução do uso de combustíveis fósseis e promoção da sustentabilidade. Com esse intuito, pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) desenvolveram um programa de computador que realiza o cálculo, análise e visualização de propriedades termofísicas e energéticas de misturas gasosas típicas de biogás. E o grande diferencial do software é possibilitar ao usuário definir a composição percentual da mistura gasosa.
Denominada Biogas Property Calculator, a ferramenta foi criada em linguagem Python e utiliza bibliotecas voltadas ao desenvolvimento de interfaces gráficas e à visualização científica de dados, como CustomTkinter, NumPy e Matplotlib. Dessa forma, a partir dos dados dos componentes de uma mistura gasosa, o programa realiza os cálculos de forma automatizada e apresenta os resultados em uma interface gráfica organizada e intuitiva.
O software computacional foi desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa em Eficiência Energética e Diagnóstico de Impactos Ambientais (2EXA), que opera no Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) da UFPB. Com certificado de registro concedido pelo Instituto Nacional da Propriedade Intelectual (INPI), o software foi desenvolvido pelos pesquisadores Adriano da Silva Marques (CEAR), docente líder do 2EXA; Cristiani Viegas Brandão Grisi (Centro de Tecnologia e Desenvolvimento Regional – CTDR); e João Pedro Cruz de Almeida (Centro de Tecnologia – CT).
Conforme explica o professor Adriano Marques, a ferramenta permite que o usuário insira a composição percentual dos componentes do gás (como metano, dióxido de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, sulfeto de hidrogênio, amônia, monóxido de carbono e vapor d’água) e as condições operacionais de temperatura e pressão. A partir desses dados, o software calcula automaticamente propriedades relevantes para aplicações energéticas, incluindo fator de compressibilidade, densidade absoluta, densidade relativa ao ar, poder calorífico superior e inferior e índice de Wobbe. Esses parâmetros são fundamentais para avaliar o potencial energético do biogás e sua aplicação em sistemas de aproveitamento energético, geração de calor, produção de energia e estudos envolvendo fontes renováveis.
Biodigestor é utilizado pelos pesquisadores nos experimentos
Sem o programa de computador, a determinação das propriedades precisa ser feita por métodos manuais e isso demanda muitas horas. “Nesse caso, o usuário precisa consultar equações, tabelas normativas e dados de referência, realizar interpolações, normalizar a composição da mistura, calcular individualmente propriedades como massa molar, fator de compressibilidade, densidade, PCS (Poder Calorífico Superior), PCI (Poder Calorífico Inferior) e índice de Wobbe, além de organizar os resultados manualmente em tabelas e gráficos”, esclarece o professor Adriano.
Com o Biogas Property Calculator, o mesmo procedimento pode ser realizado em aproximadamente 2 minutos – sendo necessário apenas o input da composição e condições de análise (temperatura e pressão). Além disso, o procedimento manual, sem o software, oferece riscos como maior probabilidade de erros de cálculo, erros de transcrição, falta de padronização das bases de dados consultadas, demora na análise de múltiplos cenários e dependência de softwares comerciais de alto custo.
Por fim, o sistema desenvolvido pelos pesquisadores possui mais uma vantagem: apresenta os resultados em formato tabular e permite a geração de gráficos bidimensionais e tridimensionais interativos, possibilitando a análise da variação das propriedades em função da temperatura e da pressão. A visualização gráfica facilita a interpretação dos resultados e contribui para análises comparativas entre diferentes condições de operação.
