Implementação de algoritmo de otimização multiobjetivo com enxame de partículas à biorrefinaria de cana-de-açúcar em ambinete EMSO

Resumo

Estudos atuais buscam a maximização do aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar para produção do chamado etanol de segunda geração, que deve estar integrada ao processo produtivo do etanol de primeira geração (produzido exclusivamente a partir do caldo da cana-de-açúcar). Deve-se buscar garantir a viabilidade operacional, econômica e ambiental do processo, o que envolve a otimização do processo integrado. O Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) vem desenvolvendo uma biorrefinaria virtual de cana-de-açúcar, envolvendo a modelagem, a otimização e a avaliação econômica e ambiental de processos integrados de produção de bioetanol (projetos BIOEN FAPESP 2008/56246-0 e Mestrado FAPESP 2009/13325-0). O software, em atual fase de desenvolvimento, está baseado na plataforma EMSO, e dispõe de modelos de todas as etapas produtivas e de algoritmos local e global de otimização, de modo a que se possa simular diversos cenários operacionais, bem como otimizar o processo com um todo e seus sub-processos. O algoritmo de Enxame de Partículas (PSO) foi implementado na plataforma EMSO para otimização mono-objetivo do processo integrado. Entretanto, busca-se, com a biorrefinaria, encontrar cenários operacionais que otimizem várias funções objetivo, que reflitam critérios de processo aliados a critérios econômicos (custo, lucro, associados inclusive à integração energética e co-geração e ao custo da água) e ambientais (balanço de carbono e minimização de produção de resíduos, como a vinhaça). O interessante é que se disponham de alternativas de processo que reflitam condições não-dominadas, segundo o conceito de otimalidade de Pareto. Nesse sentido, é necessário implementar, no EMSO, um algoritmo PSO multiobjetivo que se utilize da abordagem de Pareto, de modo a que a biorrefinaria possa se utilizar dessa funcionalidade. A implementação desse algoritmo é o objetivo deste projeto de Iniciação Científica. (AU)