Latin American Journal of Energy Research
A Lajer - Latin American Journal of Energy Research é uma revista científica de acesso aberto, completamente gratuita em todas suas etapas, com periodicidade quadrimestral (janeiro-abril, maio-agosto e setembro-dezembro), e-ISSN 2358-2286 e DOI 10.21712. A Lajer tem classificação B2 nas áreas: Interdisciplinar, Engenharias I, Engenharias IV, Arquitetura, Urbanismo e Design e Ciências Agrárias I, <span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.87); font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: #ffffff; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; display: inline !important; float: none;">quadriênio 2017-2020, <a style="box-sizing: border-box; background-color: #ffffff; color: #006798; font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px;" href="https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/veiculoPublicacaoQualis/listaConsultaGeralPeriodicos.jsf" target="_blank" rel="noopener">Qualis Periódicos da Capes<span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.87); font-family: 'Noto Sans', -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Oxygen-Sans, Ubuntu, Cantarell, 'Helvetica Neue', sans-serif; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: #ffffff; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; display: inline !important; float: none;">. São publicados artigos científicos originais correlatos com o tema de energia abordando as temáticas: a) Petróleo e Gás Natural, b) Geologia e Geofísica, c) Engenharias, d) Eficiência Energética, e) Energias de Baixo Carbono (renováveis), e f) Transição Energética. A submissão, e todas as etapas, é online e realizado via a plataforma OJS/PKP. Em no máximo 15 dias os autores são informados sobre o status da submissão efetuada. Após a avaliação, os artigos aceitos são enquadrados no formato Lajer com atribuição do DOI. A revista está cadastrada no Portal de Periódicos Capes e em diversas bases indexadoras. A escrita abreviada é "Lat. Am. J. Energy Res." (Fonte: Paperpile).
O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.
Application of the IoT concept and open-source platforms for condition monitoring of low voltage electrical panels
In an increasingly dynamic, complex and competitive market, an adequate maintenance strategy is essential for companies to get their processes and equipment operating safely and reliably, in aiming to meet quality requirements and reduce overall costs. In this assumption, the implementation of condition monitoring solutions plays an important role in Maintenance Management. This work aims to present a development of a low-cost equipment prototype based on IoT (Internet of Things) concepts and technologies with the application of an ESP32 microcontroller and open-source platforms intending to monitor electrical and environmental data from an electrical panel, as well as using the concept of Big Data for the construction of a model for providing data for health prognosis and failure prediction of electrical equipment. Bench tests and sensor calibration were conducted to validate the consistency of sensor readings and for guarantee the measurement in the database. For installation in an industrial environment, thresholds were set for each variable in a monitoring software which allows for sending alerts, identifying measurement deviations and composing maintenance/performance indicators based on electric current, voltage, humidity, temperature, pressure, active power, reactive power and power factor, besides opening/closing some equipment and physical MCC doors.
Copyright (c) 2026 Latin American Journal of Energy Research https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Wind Energy in Brazil and Preliminary Assessment of Wind Resources in Tangara da Serra, Mato Grosso State
The growing global demand for energy, driven by economic expansion, has intensified the search for sustainable alternatives to fossil fuels. Among renewable energy sources, wind power has gained increasing relevance worldwide. In Brazil, installed wind energy capacity reached 33.3 GW in February 2025, distributed across 1,109 wind farms and accounting for 15.9% of the national electricity matrix, with an estimated potential ranging from 300 to 500 GW. This paper presents a literature review of wind energy production in Brazil and provides a preliminary assessment of the technical feasibility of installing wind turbines in the municipality of Tangará da Serra, Mato Grosso State. The analysis draws on anemometric data from the Brazilian National Institute of Meteorology (INMET) and published studies. Results indicate that the mean annual wind speed in the region (~6 m/s at 50 m height) falls below the conventional threshold for economically viable wind generation (7–8 m/s), although low-wind-speed turbine technologies may improve this outlook.
Análise decenal da eficiência e degradação de usina fotovoltaica em região semiárida
Nos últimos anos, a busca por fontes de energia sustentáveis e a preocupação com os impactos ambientais dos combustíveis fósseis vêm impulsionando o crescimento da energia solar fotovoltaica no Brasil, que se destaca como uma alternativa promissora no cenário energético global. Considerando a necessidade de monitoramento e manutenção de usinas solares, torna-se fundamental compreender como a eficiência e o desempenho dessas instalações evoluem ao longo do tempo. Neste contexto, o presente estudo realizou uma análise decenal da eficiência e do desempenho de uma usina fotovoltaica instalada em 2013 no campus Mossoró da UFERSA, com potência de 3,43 kWp, composta por 14 módulos de 245 Wp conectados em uma string única. A metodologia envolveu a coleta e comparação dos principais parâmetros elétricos da usina, como tensão, corrente, potência, taxa de distorção harmônica (TDH) e fator de potência, avaliando dados obtidos ao longo de dez anos de operação. O principal objetivo do trabalho foi quantificar as perdas e identificar tendências de degradação do sistema, buscando indicar intervenções necessárias para mitigar perdas e aprimorar a eficiência do conjunto fotovoltaico. Como resultados, foram observadas reduções graduais na eficiência e alterações nos parâmetros analisados ao longo do período estudado, associadas a fatores como acúmulo de sujeira, sombreamento e degradação natural dos módulos. O monitoramento contínuo e a adoção de práticas de manutenção preventiva mostraram-se essenciais para corrigir desvios e garantir o melhor desempenho do sistema ao longo do tempo.
Comparação do desempenho dos algoritmos XGBoost e LightGBM na previsão de potência de sistemas fotovoltaicos
Resumo: Este trabalho tem como objetivo comparar o desempenho, na previsão da potência gerada por dois sistemas fotovoltaicos, dos algoritmos, baseados em boosting, XGBoost (eXtreme Gradient Boosting) e LightGBM (Light Gradient Boosting Machine). A base de dados foi obtida de uma Estação de Pesquisa em Energia Solar (EPESOL). A EPESOL possui dois sistemas distintos de energia solar fotovoltaica: um utiliza silício monocristalino (m-Si) e o outro silício policristalino (p-Si). A base de dados compreende 25235 observações, para cada tecnologia, e inclui as seguintes variáveis: Potência elétrica DC, Temperatura dos módulos, Irradiação solar e Hora do dia. Os hiperparâmetros dos modelos foram otimizados por meio da biblioteca Optuna. Para avaliar o desempenho, dos modelos LightGBM e XGBoost, foram utilizadas as métricas R2, MAE e RMSE. Os resultados obtidos indicaram, para ambos os sistemas fotovoltaicos, uma forte correlação entre valores reais e previstos (R² > 0,96). Este desempenho evidencia a eficácia, dos modelos XGBoost e LightGBM, na previsão da geração de potência em sistemas fotovoltaicos.
aprendizado de máquina; energia solar; modelos preditivos; optuna.
Impacto da intermitência de fontes renováveis nas redes elétricas inteligentes brasileiras
A intensificação da participação de fontes renováveis intermitentes, especialmente a geração solar fotovoltaica e a eólica, tem transformado de maneira significativa a matriz elétrica brasileira e a dinâmica de operação do sistema de potência. Embora essenciais para o avanço da descarbonização e para o cumprimento das metas climáticas, essas tecnologias introduzem desafios relevantes para a estabilidade, a previsibilidade e a flexibilidade operativa das redes elétricas inteligentes. Este artigo investiga, por meio de uma revisão integrativa da literatura, análise de estudos de caso e comparação de experiências nacionais e internacionais, os efeitos técnicos, regulatórios e operacionais associados à intermitência no contexto brasileiro. Os resultados apontam a necessidade de expansão de soluções como sistemas de armazenamento de energia em múltiplas escalas, modelos avançados de previsão meteorológica baseados em inteligência artificial, mecanismos de resposta ativa da demanda e maior digitalização da infraestrutura. Apesar dos avanços observados, persistem entraves normativos, limitações institucionais, desafios de governança e lacunas tecnológicas que dificultam a plena integração desses recursos. O estudo propõe, por fim, diretrizes para o fortalecimento do arcabouço regulatório, modernização das redes, aprimoramento dos critérios de planejamento e operação, além da capacitação profissional, constituindo bases essenciais para uma transição energética inteligente, resiliente e segura no Brasil.
fontes renováveis; intermitência; operação; planejamento energético; redes elétricas inteligentes.
Avaliação do consumo energético da iluminação convencional e da redução de custos com a substituição por sistemas fotovoltaicos no estacionamento do IFPB - Campus Patos
O crescimento da demanda por energia elétrica e as preocupações relacionadas aos impactos ambientais dos sistemas convencionais de geração têm impulsionado a adoção de fontes renováveis, com destaque para a energia solar fotovoltaica, especialmente em regiões com elevados níveis de irradiação solar, como o Estado da Paraíba. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o consumo energético da iluminação convencional e a viabilidade técnico-econômica da substituição por um sistema fotovoltaico no estacionamento do Instituto Federal da Paraíba, Campus Patos. A metodologia envolveu o levantamento do consumo energético do sistema de iluminação existente, o dimensionamento do sistema fotovoltaico conforme as condições de uso do ambiente, a análise dos aspectos técnicos de implantação e a avaliação econômica por meio de indicadores financeiros, como o Valor Presente Líquido (VPL) e o período de retorno do investimento (payback). Os resultados indicaram que o consumo energético do estacionamento analisado corresponde a 4,64% do valor total da fatura elétrica do campus e que o sistema fotovoltaico apresenta um payback estimado de 1 ano e 11 meses, evidenciando sua viabilidade econômica e potencial para a redução dos custos operacionais com energia elétrica. Assim, a adoção de sistemas fotovoltaicos para iluminação mostra-se uma alternativa eficiente e sustentável para instituições públicas de ensino.
eficiência energética; iluminação pública; sistemas fotovoltaicos; indicadores financeiros
Análise da simulação numérica de um reservatório heterogêneo inclinado utilizando o modelo black oil
A simulação numérica é uma ferramenta fundamental para a engenharia de reservatórios, ela permite a otimização da produção em reservatórios de hidrocarbonetos. O presente estudo tem como objetivo analisar o comportamento dinâmico de um reservatório heterogêneo utilizando o modelo trifásico Black Oil, por meio do simulador de código aberto Open Porous Media (OPM Flow), com a visualização dos resultados por meio do software ResInsight. O modelo utilizado foi o SPE9. Composto por 25 poços produtores e 1 poço injetor de água, abrangendo uma malha cartesiana de 9.000 blocos, com profundidades de topo variando de 9.000 e 10.216 pés e com uma porosidade de 0,08 a 0,17. A metodologia utilizada foi dividida em 3 etapas sendo elas: pré-processamento, processamento e pós-processamento, com a implementação de leis de conservação da massa e da lei de Darcy. O modelo numérico foi discretizado por volumes finitos e solucionado pelo método de Newton. A análise dos resultados mostrou variações na pressão ao longo do tempo de simulação. Os resultados mostram a importância da simulação para a tomada de decisão na engenharia de reservatórios.
Diagnóstico e simulação de falha em um transformador de potencial capacitivo de 345 kV
Este trabalho investigou a falha de um transformador de potencial capacitivo (TPC) de 345 kV, cujo secundário apresentou tensão nula, com o objetivo de elucidar suas causas e características por meio de abordagens experimentais e computacionais. A metodologia incluiu inspeção visual detalhada, que revelou um traço condutivo na placa de conexões da bobina primária do transformador de potencial indutivo (TPI) e umidade na caixa de base, seguida de ensaios elétricos realizados em três etapas: antes da desmontagem, após a desmontagem e após a remoção da trilha condutiva, e o desenvolvimento de um modelo MATLAB/Simulink capaz de simular condições normais e de falha. Os resultados experimentais demonstraram que a presença da trilha condutiva provocava um curto-circuito severo no primário do TPI, anulando a relação de transformação, enquanto sua remoção restaurava os parâmetros a valores próximos aos nominais, estabelecendo uma relação causal clara. A simulação computacional validou esses resultados ao reproduzir a tensão nula no secundário quando um curto era inserido no primário. A umidade na caixa de base foi identificada como fator determinante, pois degrada o isolamento e favorece a formação de caminhos condutivos. Concluiu-se que a falha do TPC teve origem em um curto-circuito no enrolamento primário do TPI, materializado pela trilha condutiva na placa de conexões e facilitado pela umidade, comprometendo medições. A convergência de evidências visuais, experimentais e simuladas confere alta confiabilidade às conclusões e reforça a aplicabilidade da simulação computacional como ferramenta diagnóstica e de análise de riscos.
Aplicativo móvel multiplataforma para monitoramento da produção de biogás e mitigação de emissões em biodigestores educacionais
A valorização energética de resíduos orgânicos por meio da digestão anaeróbia constitui estratégia relevante para redução de emissões de gases de efeito estufa (GEE) e promoção da economia circular em ambientes institucionais. Entretanto, a ausência de ferramentas digitais padronizadas dificulta o registro sistemático e o monitoramento operacional de biodigestores didáticos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um aplicativo móvel multiplataforma, de código aberto, destinado ao gerenciamento da produção de biogás, estimativas energéticas e quantificação de emissões evitadas em escolas públicas. O sistema foi implementado em Python/Kivy, com arquitetura modular e banco de dados SQLite para operação offline, contemplando registro de resíduos, cálculo automático de produção de biogás, acompanhamento de medições gasosas e exportação de relatórios. A solução foi utilizada em três instituições de ensino, sendo apresentado um recorte de estudo de caso no qual 219,10 kg de resíduos orgânicos resultaram em produção estimada de 15,12 m³ de biogás e mitigação de 182,10 kg CO₂eq. Os resultados evidenciam maior confiabilidade, agilidade e rastreabilidade dos dados operacionais, além de suporte à gestão ambiental e ao ensino experimental. A plataforma proposta é de baixo custo, escalável e replicável, configurando-se como ferramenta tecnológica eficaz para integração entre geração de energia renovável, monitoramento ambiental e educação científica
Desidratação de gás natural com glicóis: avanços tecnológicos e desafios operacionais
O processo de desidratação do gás natural (GN) é mandatório para prevenir a formação de hidratos e corrosão em dutos. A absorção com trietilenoglicol (TEG) é o método industrial padrão, mas apresenta desafios de consumo energético e emissões de poluentes (BTEX). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o estado da arte do processo de desidratação de GN com TEG, identificando avanços tecnológicos e gargalos operacionais. Para isso, realizou-se uma revisão sistemática da literatura, seguindo o método PRISMA, com 25 artigos selecionados das bases Web of Science e SciELO no período de 2021 a 2025. A análise dos resultados foi estruturada em três pilares metodológicos identificados: (1) a consolidação da simulação computacional (Aspen Hysys®) para modelagem de processo; (2) a ascensão da Inteligência Artificial (Gêmeos Digitais, Machine Learning) para otimização e diagnóstico em tempo real; e (3) o desenvolvimento de tecnologias emergentes, como Leitos Rotativos (RPB) e membranas híbridas, visando a intensificação e a sustentabilidade. A revisão também quantificou o trade-off central do processo, onde a busca pela máxima pureza do TEG (exigindo altas temperaturas, ~204°C, e baixas pressões) conflita diretamente com o consumo de energia e a geração de emissões. Conclui-se que as perspectivas de inovação no setor apontam para a integração de soluções híbridas, combinando a predição de modelos de IA com hardwares intensificados, de modo a otimizar simultaneamente a eficiência, os custos e o desempenho ambiental.
Gás natural, Desidratação, Trietilenoglicol, Simulação de processos, Otimização.
Análise de risco do sistema de regeneração de MEG em unidades FPSO: aplicação do método Bowtie
O petróleo e o gás natural são as principais fontes de energia utilizadas no mundo, sendo essenciais para transporte, geração de eletricidade e aquecimento. A produção offshore tem se expandido ao longo das décadas, impulsionada pela busca por novas reservas e avanços tecnológicos. Nesse contexto, as plataformas do tipo FPSO (Floating Production Storage and Offloading) desempenham um papel fundamental, permitindo a extração, processamento e armazenamento de petróleo e gás em áreas afastadas da costa. Um dos desafios operacionais nessas unidades é a formação de hidratos, que podem bloquear as linhas de produção. Para evitar esse problema, utiliza-se o Monoetileno Glicol (MEG), um agente que reduz a formação dessas estruturas e pode ser regenerado e reutilizado, tornando o processo mais eficiente. O sistema de regeneração do MEG envolve sua separação da água e de impurezas em uma coluna de destilação, garantindo sua reutilização no ciclo produtivo. A segurança nas operações offshore é essencial, pois as atividades envolvem riscos significativos devido às condições extremas e à presença de substâncias inflamáveis. Este estudo aplicou a metodologia Bowtie para analisar os riscos no módulo de regeneração de MEG em uma unidade FPSO, identificando ameaças, barreiras de prevenção e mitigação, bem como os impactos de falhas no sistema. A análise demonstrou que problemas na regeneração do MEG podem comprometer a operação da plataforma, resultando em riscos ambientais, econômicos e de segurança. A adoção de estratégias integradas de gestão de risco, combinando o método Bowtie com outras abordagens, como HAZOP, fortalece a segurança operacional e contribui para a eficiência das operações offshore.
Copyright (c) 2025 Latin American Journal of Energy Research https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Termovalorização de resíduos sólidos orgânicos por processo aeróbio: combustível derivado de resíduos alimentares
A disposição inadequada de resíduos alimentares representa um desafio ambiental e energético. A biodigestão aeróbia pressurizada surge como uma alternativa inovadora, permitindo a redução da massa residual e a obtenção de biocomposto com características energéticas. Neste estudo, resíduos alimentares foram submetidos a biodigestão aeróbia controlada por 14 dias, resultando em reduções de massa entre 60% e 79%. O biocomposto obtido foi caracterizado quanto à composição físico-química, com teores de carbono entre 37% e 44% e baixos teores de enxofre (<0,2%). As análises térmicas (TG/DSC) indicaram múltiplas etapas de combustão, com um perfil favorável para geração sustentada de calor. O poder calorífico superior (PCS) variou de 15,46 a 17,47 MJ/kg, valores comparáveis ao carvão vegetal e superiores a muitos biocombustíveis de origem agrícola. Os resultados demonstram a viabilidade do processo como uma estratégia rápida para valorização energética de resíduos alimentares, com potencial para reduzir impactos ambientais e contribuir para a matriz de energias renováveis.
biodigestão aeróbia; resíduos alimentares; poder calorífico; biocombustível sólido.
Análise das emissões de carbono no Brasil por meio de redes neurais artificiais: uma investigação sobre processos industriais
Diante da necessidade do desenvolvimento de políticas públicas mais efetivas na mitigação das emissões de gases de efeito estufa e da tomada de decisões voltadas ao planejamento estratégico em setores chave da economia, como energia, indústria e agricultura, entre outros, visando a sustentabilidade ambiental, esta investigação teve por objetivo avaliar como o processo de modelagem, previsão e simulação computacional, baseado em redes neurais artificiais, pode permitir aferir o impacto das alterações na matriz energética sobre as emissões de dióxido de carbono (CO2) da indústria brasileira. Os resultados observados indicam que o processo de modelagem, previsão e simulação computacional, baseado em redes neurais artificiais, traz como desfecho primário a possibilidade de se avaliar objetivamente o impacto das alterações na matriz energética sobre as emissões de CO2 da indústria brasileira. Como desfecho secundário, decorrente do processo de simulação em si, os resultados observados neste trabalho científico possibilitaram identificar aquelas fontes de energia cuja substituição por fontes alternativas consideradas limpas e renováveis, ainda que em pequenos percentuais (até 1%), permitiriam reduzir mais que proporcionalmente (até 10,30%) as emissões de CO2 do segmento industrial brasileiro como um todo. Adicionalmente, os resultados observados sinalizaram que as substituições de combustíveis na matriz energética devem ser realizadas de maneira direcionada, ou ainda, de forma pontual e específica por tipo de combustível, uma vez que as reduções simultâneas em todos os combustíveis integrantes da matriz energética não foram tão expressivas quanto às reduções observadas em cenários cujas reduções percentuais foram propostas para uma só fonte.
IPTU Verde como instrumento de incentivo à eficiência energética em edificações urbanas
O avanço da urbanização no Brasil, que concentra 87% da população em áreas urbanas, acentua a urgência de políticas públicas voltadas à eficiência energética em edificações, setor responsável por quase metade do consumo elétrico nacional. Nesse contexto, o IPTU Verde desponta como instrumento extrafiscal capaz de induzir práticas sustentáveis, mas sua aplicação carece de padronização técnica e integração com outras políticas setoriais. Este estudo, de caráter qualitativo e exploratório, baseou-se em revisão bibliográfica e análise documental de legislações municipais (Salvador, Palmas e Curitiba), considerando critérios de comprovação, amplitude dos benefícios e impactos potenciais. Os resultados evidenciam diversidade regulatória: Salvador adota matriz de pontos, Palmas privilegia a geração solar e Curitiba foca na conservação ambiental. Entre as limitações, destacam-se custos de comprovação, alcance restrito e falta de monitoramento. Conclui-se que o IPTU Verde tem potencial transformador se integrado a normas técnicas nacionais, linhas de financiamento e sistemas de avaliação contínua.
Influência do tipo de cura no efeito filler do resíduo de scheelita moído em matriz cimentícia
A prerrogativa de alcançar o objetivo de desenvolvimento sustentável número 12 até 2030 estimula pesquisadores promoverem a garantia de padrões de consumo e produção sustentáveis para a Industria da Arquitetura, Engenharia e Construção. Analisando as propriedades dos resíduos de scheelita devido ao grande volume gerado na região de Currais Novos/RN em função da produção de tungstênio para atender, principalmente, ao mercado externo, e buscando encontrar destinação adequada para estes. Porém, há lacunas na literatura quando se trata da viabilidade técnica deste resíduo moído em substituição parcial ao agregado convencional na confecção de matrizes cimentícias. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo verificar o efeito filler do resíduo de scheelita moído e peneirado em argamassas. Os procedimentos metodológicos para o beneficiamento do resíduo utilizado consistiram no uso das técnicas de moagem e peneiramento. A confecção das argamassas alternativas aconteceu utilizando moldes cilíndricos com dimensões (50 X 100) mm com teores de substituição parcial ao agregado convencional de 10% e 15%. A resistência à compressão simples foi determinada seguindo os procedimentos prescritos na NBR 7215 (ABNT, 2025). Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade técnica quanto ao parâmetro determinado nesta investigação. E que o aumento do teor de substituição da areia pelo resíduo beneficiado promoveu o efeito filler e a cura úmida alcançou melhores respostas para a resistência à compressão simples. Ademais os valores ficaram dentro dos estabelecidos pela NBR 13281-2 (ABNT, 2023) para uso em argamassa de assentamento de alvenaria de vedação e de complementação de alvenaria.
Digestão anaeróbica em dois estágios de resíduos de café com glicerol residual para produção de hidrogênio e metano: análise bibliométrica e inovação
A digestão anaeróbica em dois estágios tem se destacado como uma alternativa inovadora para a valorização de resíduos agroindustriais, especialmente os provenientes da cadeia do café, como casca e borra, quando associados ao glicerol residual. Essa configuração, que separa as fases acidogênica e metanogênica, proporciona maior estabilidade operacional, controle de parâmetros críticos e incremento no rendimento energético, com produção simultânea de hidrogênio e metano. O presente estudo teve como objetivo realizar uma análise bibliométrica sobre a aplicação da digestão em dois estágios a resíduos de café em co-digestão com glicerol residual, bem como mapear registros tecnológicos relacionados em bases de patentes, a fim de identificar tendências e lacunas de pesquisa. A metodologia consistiu em buscas sistemáticas nas bases Scopus e Web of Science, além das plataformas Espacenet, Google Patents, USPTO, INPI e Patentscope, utilizando descritores como “anaerobic digestion”, “coffee”, “glycerol”, “biogas” e “hydrogen”. Os resultados indicaram crescimento contínuo nas publicações entre 2020 e 2025, com predomínio de estudos europeus, enquanto o Brasil, maior produtor mundial de café, ainda apresenta participação limitada. Identificou-se que o periódico Bioresource Technology concentra a maioria dos trabalhos de relevância. A busca em bases de patentes não revelou registros que combinem explicitamente resíduos de café e glicerol em digestão em dois estágios para coprodução de H₂ e CH₄, demonstrando originalidade da temática e potencial de inovação. Conclui-se que a tecnologia investigada contribui para a economia circular, a redução de impactos ambientais e a diversificação da matriz energética, configurando uma oportunidade estratégica para o Brasil no contexto da transição energética global.
Cogeração e produção de bioeletricidade no setor sucroenergético
A biomassa proveniente da cana-de-açúcar desempenha um papel relevante na matriz energética brasileira, oferecendo escala e flexibilidade energética. Neste contexto, o objetivo do presente estudo é analisar o setor sucroenergético brasileiro, com ênfase na cogeração e na produção de bioeletricidade a partir da cana-de-açúcar. A metodologia contemplou a busca de informações em órgãos governamentais e associações setoriais, além de estudos correlatos sobre o tema. Os resultados mostram que o setor sucroenergético brasileiro apresenta potencial para a geração de bioeletricidade com fatores que o impulsionam. Apesar disso, enfrenta desafios fazendo-se necessário políticas públicas, cooperação intersetorial e investimentos. Em 2023, foram exportados para o Sistema Interligado Nacional, 20,97 TWh, um volume suficiente para suprir aproximadamente 4% do consumo nacional de eletricidade, além de evitar a emissão de cerca de 4,3 milhões de toneladas CO2. A geração de bioeletricidade para a rede concentrou-se no período de seca, reforçando a segurança energética e reduzindo a dependência hídrica
Avaliação comparativa da equação de Peng-Robinson e de suas variantes Mathias-Copeman e Stryjek-Vera, para metano puro em regime subcrítico
Este estudo avalia a equação de estado de Peng-Robinson (PR) e duas variações, com as funções de correção de Mathias-Copeman (MC) e de Stryjek-Vera (SV), para o metano puro, adotando como referência as equações auxiliares de Setzmann-Wagner. As formulações foram implementadas em Python para calcular a pressão de saturação , a densidade do líquido saturado e a densidade do vapor saturado . Em termos de observa-se boa concordância entre os modelos e a referência, e a comparação por desvios absolutos médios percentuais indica melhor desempenho do MC, seguido do SV e, por fim, do PR, ainda que as diferenças entre as curvas sejam pequenas. Para , verifica-se superestimação em baixas temperaturas, com redução progressiva do erro à medida que a temperatura aumenta, e comportamento muito semelhante entre PR, MC e SV, porém com desvios elevados em relação à referência. Para , os três modelos apresentam boa aderência na maior parte do intervalo, com leve vantagem de MC e SV, enquanto o PR tende a apresentar desvios um pouco maiores, sem discrepâncias relevantes.
Modelagem numérica de veículos elétricos (BEV) e híbridos célula a combustível (FCHEV) no ADVISOR: uma breve revisão da literatura
É apresentada uma revisão bibliográfica sobre veículos híbridos com célula a combustível de hidrogênio (FCHEV) e veículos elétricos a bateria (BEV), fundamentada em simulações numéricas realizadas no software ADVISOR. A investigação foi conduzida a partir da seleção de cinco artigos, definidos por critérios bibliométricos a partir da metodologia Science Mapping e as bases de dados Web of Science e Scopus, com o intuito de comparar o consumo de combustível, o desempenho e as emissões de gases de efeito estufa desses dois tipos de veículos. O ADVISOR, desenvolvido como uma ferramenta de simulação e análise do comportamento dinâmico de veículos, permite avaliar diferentes configurações de propulsão, incluindo veículos elétricos, híbridos a célula de combustível e modelos equipados com motores de combustão interna (ICEV). Dessa forma, constitui uma plataforma abrangente para o estudo comparativo entre alternativas de mobilidade elétrica e convencional.
Simulação CFD do grau de mistura gás-sólido em leito de jorro aplicados à conversão de resíduos poliolefínicos
A pirólise em reatores de leito de jorro pode recuperar alumínio e produzir combustível a partir de resíduos de embalagens cartonadas. Entretanto, reatores com misturas de partículas de compósito de polietileno/alumínio (PEBD/Al) e areia com diferentes tamanhos e massa específica podem levar a regimes de jorro instáveis devido à segregação de partículas. Dessa forma, este estudo visa simular o escoamento gás-sólido em leitos com misturas de areia e PEBD/Al usando o modelo 2D Euler-Euler Granular, com o objetivo de identificar condições operacionais estáveis e com baixa segregação de partículas. Os resultados revelam que a previsão do índice de mistura (Im) do leito em regime de jorro está de acordo com os dados experimentais. A previsão do efeito das condições operacionais e propriedades das misturas sobre o grau de mistura do leito contribuem para a partida de reatores de pirólise, para a produção de combustíveis derivados de resíduos e para a recuperação de alumínio.
Estratégia de eficiência energética em data centers: revisão sistemática
Uma quantidade massiva de dados é processada diariamente em um Data Center (DC), e essa carga de trabalho tem se ampliado a cada ano devido à expansão dos serviços baseados em computação em nuvem e aplicações em larga escala. Nesse contexto, foi realizada uma revisão sistemática com foco em uma análise quantitativa e qualitativa de artigos publicados em diferentes partes do mundo, com o objetivo de apresentar ações e estratégias desenvolvidas em diversos contextos frente ao crescente consumo de energia nesses ambientes. Além disso, destacam-se os desafios relacionados à qualidade e à continuidade do fornecimento de energia elétrica, que impactam direta e indiretamente o funcionamento dos Data Centers. A cada expansão tecnológica, surge a necessidade de novos investimentos em equipamentos e, consequentemente, de maior demanda energética. Por fim, o trabalho apresenta o levantamento dos artigos selecionados de acordo com os critérios estabelecidos e suas respectivas contribuições para a adoção de boas práticas que promovam o funcionamento eficiente e sustentável dos DC.
data center; eficiência energética; sistema de refrigeração
Biocompósitos poliméricos e fibras naturais para separação óleo-água: uma revisão sobre materiais, modificações e desempenho
A expansão contínua da industrialização, a demanda por energia e o desenvolvimento econômico têm sido diretamente correlacionados com o aumento da incidência de contaminação por óleo e a descarga de efluentes oleosos, configurando um risco ambiental e ecológico de magnitude global que ameaça a saúde humana e a sustentabilidade dos ecossistemas aquáticos. O desenvolvimento de materiais sorventes sustentáveis para o tratamento de efluentes oleosos baseia-se primordialmente na valorização resíduos agrícolas de biomassa, cuja estrutura é majoritariamente composta por fibras naturais como celulose, hemicelulose e lignina. Este estudo realiza uma revisão sistemática da literatura recente sobre compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais aplicados ao tratamento de efluentes oleosos. A análise foca em estratégias de modificação e avalia o desempenho dos materiais quanto à capacidade de sorção, seletividade, reusabilidade e estabilidade.
Influência do Sulfato de Bário na Reologia de Emulsões de Petróleo
As emulsões de petróleo, comumente formadas durante o processo de produção, representam um desafio significativo para a indústria de óleo e gás, devido à sua influência no escoamento e na separação das fases. Este trabalho teve como objetivo investigar experimentalmente o comportamento reológico de emulsões de petróleo do tipo água em óleo (A/O), preparadas com água destilada e solução contendo sulfato de bário (BaSO₄). As amostras foram analisadas em temperaturas de 15 °C e 30 °C utilizando o modelo de Herschel–Bulkley, visando compreender a influência dos sólidos e íons presentes sobre a viscosidade e a estabilidade das emulsões. Os resultados indicaram que, na presença de sulfato de bário, houve aumento da tensão de escoamento e do índice de consistência, especialmente a 15 °C, sugerindo maior interação interfacial e formação de redes estruturadas. A elevação da temperatura reduziu esses efeitos, aproximando o comportamento do fluido ao regime Newtoniano. O teste de gota confirmou a predominância de emulsões A/O, evidenciando que o sulfato pode alterar a membrana interfacial, reforçando a estabilidade do sistema. Esses achados contribuem para o entendimento do impacto dos íons e sólidos suspensos no comportamento reológico de emulsões de petróleo, auxiliando no desenvolvimento de estratégias de mitigação e separação mais eficientes.
Avaliação de alternativas para a eficientização do aproveitamento de gases siderúrgicos visando repotenciação do sistema de cogeração das utilidades
No Espírito Santo, a indústria siderúrgica é responsável por mais de 60% das emissões do setor de indústria e energia, quase 35% das emissões totais, cenário para aplicação da eficiência energética como estratégias de descarbonização. Este estudo analisa a rota de ciclos combinados para repotenciação, com consequente aumento da eficiência no aproveitamento dos gases siderúrgicos em uma siderúrgica do estado, com foco na redução das emissões específicas. A indústria estudada aproveita a energia térmica e química dos gases siderúrgicos para gerar cerca de 500 MW, potência essa que é quase toda gerada em seis unidades de cogeração com turbinas vapor. A avaliação focou na Unidade Termelétrica 1 (UTE-1), com a proposta do acoplamento de uma turbina a gás ao sistema de cogeração a vapor, configurando um ciclo combinado, mantendo os mesmos parâmetros do ciclo a vapor. A modelagem da planta foi feita no software IPSEpro, para o cálculo das potências, disponibilidade energética dos gases e eficiências. Três cenários foram definidos, sendo que o primeiro (caso 0) é correspondente ao atual, o segundo (caso 1) um ciclo combinado que usa um compressor para pressurizar os gases siderúrgicos e o terceiro (caso 2) avalia o impacto da ausência do compressor de gases siderúrgicos. Os resultados mostram que, do caso 0 para o caso 1, a eficiência elétrica líquida muda de 29,23 a 45,40%, enquanto a eficiência líquida da cogeração varia de 33,88 a 51,50%. Já o caso 2, que não usa o compressor de gases siderúrgicos, alcança 48,00% de eficiência elétrica líquida e 53,76% de eficiência líquida da cogeração. As eficiências do caso 1, sugerem futuros estudos de um ciclo a vapor com caldeira supercrítica, que pode superar este ciclo combinado.
Transporte da mistura hidrogênio e gás natural em dutos: revisão da literatura recente
Este estudo apresenta uma revisão bibliométrica sobre o transporte de misturas de hidrogênio e gás natural por dutos. O objetivo é identificar tendências de pesquisa, principais contribuidores da produção científica relacionada à mistura de hidrogênio como estratégia para apoiar a transição energética. A análise utilizou uma abordagem quantitativa baseada em bibliometria, empregando a ferramenta Bibliometrix no R Studio para processar dados extraídos das bases de dados Scopus e Web of Science entre 2020 e 2025. A equação Methodi Ordinatio foi aplicada para classificar as publicações mais relevantes. Os resultados mostram um crescimento significativo na pesquisa sobre transporte de hidrogênio por meio da infraestrutura de gás existente, com a China liderando a produção científica global. O International Journal of Hydrogen Energy se destaca como a principal fonte de publicação. Desafios como fragilização por hidrogênio, compatibilidade de materiais e custos de transporte continuam sendo barreiras para a implementação em larga escala. Esta revisão contribui mapeando os principais atores, regiões e lacunas de conhecimento, destacando a necessidade de pesquisas futuras que integrem a análise do ciclo de vida e estudos de integridade de materiais para garantir uma mistura de hidrogênio segura e econômica em redes de dutos.
Estudo da dinâmica de colisão de gotas: abordagem de simulação numérica direta
O fenômeno de colisão entre gotas é encontrado tanto no ambiente natural quanto na produção industrial. Na área da energia, é possível citar a presença deste fenômeno em processos de separação óleo-água, injeção de combustíveis e sistemas de pós-tratamento de gases oriundos da combustão. A colisão tem sido estudada extensivamente ao longo de várias décadas, mas grande parte da dinâmica de colisão entre gotas ainda precisa ser explorada. Questões como o impacto do tempo de drenagem do filme nas simulações e a validação por meio de dados experimentais, após análise adimensional, podem contribuir para os estudos ocupando um espaço até então pouco explorado. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi investigar, por meio de simulações numéricas diretas, a dinâmica de colisão frontal entre gotas utilizando o parâmetro tempo de drenagem do filme e grupos adimensionais como o número de Weber, número de Reynolds, razão de massa específica e razão de viscosidade sobre os tempos de colisão e de recuperação. Para isso, foram adimensionalizadas as equações de conservação da massa e de quantidade de movimento; definidos um domínio bidimensional e uma malha adaptativa em função do diâmetro inicial da gota; desenvolvido o código para o solver de código aberto Basilisk® que foi a plataforma de solução numérica das equações de conservação. Os resultados evidenciaram que o tempo de colisão é impactado diretamente pelo tempo de drenagem do filme, diferentemente do tempo de recuperação que não apresentou alterações mesmo para tempos de drenagem diferentes. Os valores para o tempo de drenagem adimensional iguais a 0,35, para a condição de coalescência, e 0,60 para a condição de rebote permitiram similaridade com dados experimentais atestando a validade do modelo. Palavras-chave: colisão binária, gotas, parâmetros adimensionais, simulação numérica direta, tempo de drenagem do filme.
Uso de ferramentas de inteligência artificial para identificar polimorfos de CaCO3 no processo de incrustação em condições de poços de petróleo
A incrustação inorgânica por carbonato de cálcio (CaCO₃) em poços de petróleo é um dos principais desafios à garantia de escoamento, sobretudo em ambientes do Pré-sal, onde variações de pressão, temperatura e desgaseificação de CO₂ favorecem a precipitação de polimorfos como calcita, aragonita e vaterita. Esses depósitos reduzem a eficiência produtiva e elevam custos operacionais. Neste contexto, o presente trabalho propõe o uso de redes neurais artificiais (RNAs) e técnicas de visão computacional para a identificação e segmentação automatizada dos polimorfos de CaCO₃ a partir de imagens microscópicas “in situ”. O modelo foi desenvolvido com base na arquitetura YOLOv8n-seg, uma rede neural convolucional do tipo You Only Look Once (YOLO) de última geração, projetada para realizar detecção e segmentação de objetos em tempo real com elevada precisão e baixo custo computacional, adaptada neste estudo para identificar e quantificar morfologias cristalinas de CaCO₃. A rede neural foi treinada e testada com imagens obtidas em reator pressurizado sob condições simuladas de poços do Pré-sal. O desempenho do modelo foi avaliado por métricas de precisão (mAP@0.5 = 0,933) e F1-score (0,89), demonstrando alta acurácia na detecção e classificação dos cristais. Os resultados indicam que a abordagem de Artificial Intelligence (AI) permite distinguir morfologias de calcita, aragonita e vaterita com rapidez e confiabilidade, atuando de forma complementar aos métodos tradicionais de caracterização, como difração de raios X e microscopia eletrônica. O estudo evidencia o potencial das redes neurais na análise preditiva de incrustações, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias de controle e mitigação em sistemas de produção de petróleo.
incrustação inorgânica; carbonato de cálcio; redes neurais; visão computacional; YOLOv8.
CFD-DEM em tecnologias de conversão energética: uma minirrevisão sobre parâmetros associados às interações resíduo-resíduo e resíduo-parede do reator
A transição energética global tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias capazes de converter biomassa e resíduos em combustíveis. Nesse contexto, os reatores de leito de jorro destacam-se pela elevada eficiência de mistura gás-sólido, favorecendo os processos termoquímicos. No entanto, a previsão do comportamento fluidodinâmico desses reatores ainda representa um desafio, em razão da complexidade das intensas interações entre partículas e fluido. O acoplamento entre a Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) e o Método dos Elementos Discretos (DEM) surge como uma abordagem promissora para compreender esses fenômenos, desde que os parâmetros de entrada utilizados sejam obtidos de forma experimental e fisicamente consistente. Este trabalho apresenta uma minirrevisão das metodologias experimentais empregadas para determinar parâmetros fundamentais em simulações CFD-DEM, como coeficiente de restituição, coeficientes de atrito estático e de rolamento, e ângulo de repouso. São descritos os principais procedimentos reportados na literatura, incluindo métodos de queda livre, plano inclinado, rampa de rolamento e caixa retangular com abas móveis. A análise evidencia que a definição adequada desses parâmetros é essencial para a confiabilidade das simulações e para a reprodutibilidade dos resultados. Conclui-se que a integração entre ensaios experimentais padronizados e modelagem numérica representa o caminho mais eficiente para aprimorar a simulação de sistemas gás-sólido e acelerar o desenvolvimento de tecnologias inovadoras e sustentáveis de conversão energética.
Estratégias numéricas para simulação de escoamento em meios porosos isotrópicos delgados: benchmark entre Ansys Fluent e OpenFOAM
O presente trabalho realiza um benchmark entre os softwares Ansys Fluent e OpenFOAM para a simulação de escoamento em meios porosos isotrópicos delgados. As simulações monofásicas, turbulentas e em regime permanente foram conduzidas com base em dados experimentais da literatura, de queda de pressão por velocidade de filtração, os quais permitiram ajustar os parâmetros de perdas viscosa e inercial para a modelagem em macroescala do escoamento em um filtro. Os resultados mostraram concordância entre a queda de pressão ajustada e simulada obtidas pelas médias das pressões na entrada e saída do meio poroso. A análise dos contornos de velocidade e pressão estática mostrou-se coerente à dinâmica do escoamento em ambos os softwares com desvios variando de 1,43% a 12,37% para a pressão máxima e de 0,97% a 4,18% para a velocidade máxima. O estudo revelou questões críticas para modelagem de escoamento em meios porosos pelo ajuste dos dados de queda de pressão por velocidade de filtração: os coeficientes de resistência viscosa e inercial calibrados pela regressão dos dados experimentais induziram erros de queda de pressão de 10%, 4,6% e 1%, para as velocidades de filtração de 5, 10 e 15 cm/s, respectivamente; a abordagem utilizada para a validação dos dados baseada nas pressões médias na entrada e saída do meio poroso mostrou-se robusta devido à captura da distribuição da pressão em toda a superfície do filtro; a modelagem da velocidade de entrada, baseado no balanço de massa entre o meio poroso e entrada, resultou em velocidades de filtração numericamente superiores às teóricas, indicando a necessidade de um ajuste iterativo nesta condição para garantir que a velocidade de filtração requerida seja devidamente reproduzida no meio poroso; os altos gradientes de pressão, descolamento da camada limite e zonas de recirculação evidenciaram a necessidade de utilização de modelos de turbulência mais robustos para a captura dos fenômenos envolvidos; e por fim, a abordagem de condição de contorno utilizando o porouBafflePressure apresentou desafios não solucionados de convergência para os cenários testados, impedindo sua viabilidade.
Aproveitamento do calor residual da incineração de biomassa de um sistema híbrido PTC-RSU para geração de hidrogênio e processos térmicos auxiliares
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.