Aproveitamento do calor residual da incineração de biomassa de um sistema híbrido PTC-RSU para geração de hidrogênio e processos térmicos auxiliares

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DOI:

https://doi.org/10.21712/lajer.2025.v12.n3.p213-222

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Resumo

Este trabalho apresenta uma análise teórica do aproveitamento do calor residual gerado em uma planta híbrida de incineração de resíduos sólidos urbanos (RSU) e energia termossolar concentrada (PTC). O sistema estudado opera 24/7, com um fluxo de 27,04 kg/s de RSU e produção contínua de 77 MW, sem armazenamento. A temperatura do calor residual varia entre 220°C e 788°C ao longo do dia. Avalia-se a viabilidade de produção de hidrogênio através de reforma termoquímica e SOEC durante as horas de alta temperatura e a utilização do calor residual noturno para secagem da biomassa ou processos térmicos auxiliares. O estudo considera parâmetros médios de eficiência da literatura sendo o rendimento da reforma de 35% e rendimento do SOEC de 30%. Os resultados indicam que o calor residual pode gerar entre 12 e 18 kg de H₂ por tonelada de RSU durante o dia, pelas rotas tecnológica de SOEC e de reforma termoquímica respectivamente, enquanto o calor noturno pode ser aproveitado para processos de secagem, aumentando a eficiência global do sistema e reduzindo desperdícios energéticos. O trabalho fornece uma base teórica para futuras implementações e otimizações em plantas híbridas urbanas de geração de energia.

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Biografia do Autor

  • Brunella Bermudes Prati Sant'Ana, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES

    Formada como Técnica em Edificações em 2014, graduada em Engenharia Civil em 2019, especialista em Construção Civil e Estruturas em 2020 e mestre em Engenharia Elétrica na linha de pesquisa de Processamento de Energia e Sistemas Elétricos (PES) em 2024. Atuei na área de patologias estruturais em pontes e edifícios históricos por dois anos e na área de drenagem e pavimentação em obras públicas por três anos. Atualmente, atuo como professora universitária, doutoranda e pesquisadora em sistemas térmicos híbridos de fontes renováveis para geração de energia limpa e/ou com baixo impacto ambiental. Integrante ativa do Núcleo de Excelência em Termoeconomia e Energia Sustentável (NETES) e do Grupo de Pesquisa em Gerenciamento de Energia, ambos vinculados à UFES.

  • Francisco Mello Fonseca, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES

    Doutorando em Engenharia Mecânica na UFES (início em 2025), mestre em Engenharia Mecânica pela UFES (2024), graduado em Engenharia Mecânica pela Faculdade Multivix (2020) e técnico em Mecânica Industrial pelo IFES (2011). Fui bolsista de mestrado em projetos PD (Projeto CRATOS e Projeto Eficácia). Experiência profissional como mecânico industrial (2013-2015) e analista de planejamento e programação da manutenção (2015-2021) na empresa Chocolates Garoto do grupo Nestlé.

  • Carlos Roberto Coutinho, Instituto Federal do Espírito Santo - IFES

    Possui graduação em Engenharia Elétrica, Habilitação Telecomunicações pela Faculdade Novo Milênio (2009) e especialização em Informática na Educação pelo Instituto Federal do Espírito Santo IFES (2013). Professor da Coordenadoria do Curso de Engenharia Elétrica do Instituto Federal do Espírito Santo campus São Mateus, atuando nos cursos de Engenharia Elétrica, Técnico Integrado em Eletrotécnica, e Técnico Concomitante em Eletrotécnica.

  • Jussara Farias Fardin, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES

    Minha graduação é em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Espírito Santo (1978), o mestrado também é em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1983) e o doutorado, que seguiu a mesma área, foi obtido pela Universidade Estadual de Campinas (2001). Atualmente sou professor titular da Universidade Federal do Espírito Santo. As áreas que tenho atuado nas minhas pesquisas envolvem gerenciamento de energia, fontes renováveis, microrredes, smart grid, identificação de sistemas aplicada a sistemas de energia.

  • Helder Roberto de Oliveira Rocha, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES

    Possui Doutorado e Mestrado em Computação Cientifica e Sistemas de Potência - UFF, Especialização em Administração e Negócios - UCAM, Bacharelado em Administração - UFRRJ e Graduação em Engenharia Elétrica - UFF. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, atuando principalmente nos seguintes temas: Inteligência Artificial, Metaheurísticas, Smart Grid, Sistemas de Telecomunicações. Foi Tutor Presencial no curso de Tecnologia de Sistemas de Computação oferecido pelo CEDERJ, professor no Instituto Federal do Espirito Santo e do Departamento de Computação e Eletrônica do CEUNES/UFES. Realizou pesquisa no âmbito do programa Pós-Doutorado da CAPES na UFES. Ocupa atualmente o cargo de Professor Classe D - Associado I do Departamento de Engenharia Elétrica da UFES. É bolsista de Produtividade PQ2.

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Publicado

11/29/2025

Edição

v. 12 n. 3 (2025): 1 Encontro Interdisciplinar em Energia

Seção

Eficiência Energética

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O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.

Como Citar

Aproveitamento do calor residual da incineração de biomassa de um sistema híbrido PTC-RSU para geração de hidrogênio e processos térmicos auxiliares. (2025). Latin American Journal of Energy Research, 12(3), 213-222. https://doi.org/10.21712/lajer.2025.v12.n3.p213-222

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