ESTUDO DE UM CICLO DE RANKINE ORGÂNICO UTILIZANDO A CASCA DO ARROZ PARA GERAÇÃO DE ENERGIA

INTRODUÇÃO: O Brasil é o quinto maior produtor mundial de arroz produzindo 10 milhões de toneladas atualmente, um dos alimentos mais consumidos no mundo é uma fonte promissora para geração de energia limpa e barata, dado que cerca de 20% de seu peso equivale a sua casca e alto potencial calorífico. Por ser um recurso renovável, a casca de arroz é uma biomassa com uma capacidade favorável para a diversificação da matriz energética brasileira. OBJETIVOS: O
estudo realizado possui o objetivo de conhecer a aplicação do Ciclo Rankine Orgânico tendo como fonte de energia a casca de arroz, determinando um fluido de trabalho adequado, caracterizar a biomassa, determinar sua eficiência energética a partir da primeira e segunda Lei da Termodinâmica, analisar questões socioambientais e econômicas, para que seja discutida a viabilidade do ciclo atuando com a biomassa de casca de arroz. MATERIAIS E MÉTODO: Com a finalidade de atender os objetivos estipulados uma revisão bibliográfica foi elaborada para adquirir os conhecimentos necessários para determinar o Poder Calorífico da biomassa que quantifica a quantidade de energia interna da substância para sua combustão, a seleção do fluido de trabalho compatível com o projeto é necessário analisar sua toxidade e inflamabilidade conforme a norma ASHRAE, características críticas e classe do composto orgânico, os indicadores ambientais GWP (Global Warming Potencial), ODP (Ozone Depletion Potencial) e ALT Atmospheric Lifetime) foram estudados para determinar
impactos ambientais do fluido de trabalho, assim como os indicadores econômicos : TIR (Taxa Interna de Retorno), VPL (Valor Presente Líquido) e PRC (Período de Retorno de Capital), que determinam o desempenho de investimento ao longo do tempo. RESULTADOS: Com isso, o ciclo termodinâmico proposto opera com a biomassa de casca de arroz possui um Poder Calorífico Inferior de 16,19 MJ/kg e o fluido orgânico utlizado foi o n-Butano, os resultados indicam que as eficiências energética e exergética da caldeira são 81,29% e 14,69%, respectivamente, sendo que os indicadores ambientais representam baixos níveis de danos a camada de ozônio e degradação na atmosfera, porém seu potencial de aquecimento global é vinte vezes superior ao do dióxido de carbono, enquanto os indicadores econômicos resultam em valores médios de TIR de 25,13%, VPL de 29,33 milhões de reais e PRC de 5,78 anos. CONSIDERAÇÕES FINAIS: O Ciclo Rankine Orgânico utilizando a casca de arroz como fonte energética possui uma viabilidade positiva de sua implementação devido a produtividade da biomassa, eficiências compatíveis com a literatura e bons indicadores ambientais e econômicos.

PALAVRAS-CHAVE: Biomassa; Casca de arroz; Ciclo Rankine Orgânico; Fluido de trabalho; Análise termodinâmica.