Glossário

Conceitos Gerais

• Biorreatores: equipamentos industriais em forma de tanque que abrigam microorganismos para decomposição de matéria orgânica, produzindo biogás e fertilizantes. Podem ser verticais ou horizontais, aeróbios ou anaeróbios.
• Biodigestores: são biorreatores exclusivamente anaeróbios.
• Digestão anaeróbia: alimentação de bactérias em ambientes sem oxigênio (O₂), que gera biogás e digestato.
• Biogás: gás inflamável utilizado como combustível para geração de energia renovável, alternativa a combustíveis fósseis.
• Digestato: resíduo líquido ou pastoso da respiração anaeróbia com potencial uso como fertilizante agrícola.
• Plantas: unidades industriais e operacionais onde há a produção de biogás.
• Caixa de resíduos: ela recebe vários tipos de substratos líquidos, água de esgoto, resíduo de indústria de sorvete, lodo, vinhaça, entre outros e essa mistura toda é bombeada para os biorreatores horizontais.

Problemas Investigados

• Pontos de acúmulo: regiões onde o material orgânico dentro do biodigestor acumula-se indefinidamente, prejudicando a eficiência da mistura e produção.

Termos Metodológicos

• Caracterização do digestato: análises que auxiliam na compreensão das propriedades físico-químicas do digestato.
  • Matéria seca: parte do material que sobra após secagem em estufa a 105°C por 6 horas.
  • Matéria orgânica: porção do material que pode ser decomposta ou queimada.
  • Cinzas: é o resíduo mineral inorgânico que permanece após queima completa da matéria orgânica em mufla a 600°C por 2 horas.
  • pH: indica a acidez ou alcalinidade do digestato, medida fundamental para a sobrevivência das bactérias dos reatores.
  • Viscosidade: mede a resistência do fluido ao escoamento (se ele é grosso ou ralo).
  • Densidade: relação entre massa e volume (m/V).
• Mufla: “forno” de altas temperaturas utilizado em laboratórios para determinar teor de cinzas, ou matéria inorgânica. A queima é chamada de calcinação.
  
• pHmetro: instrumento eletrônico utilizado para medição do pH com eletrodos.
  
• Análises realizadas in triplicata: 3 repetições de cada teste para garantir resultados confiáveis e precisos.

Termos da Proposta Inicial

• Fluidodinâmica computacional (CFD): área da mecânica dos fluidos que utiliza computação para simular condições e compreender melhor como líquidos ou gases se comportam em determinadas situações. Neste caso, será utilizada para otimizar o desempenho dos biorreatores.
• Software de fluidodinâmica computacional (CFD) versão acadêmica: ferramenta de simulação digital utilizada para modelar o comportamento de fluidos. No projeto, será aplicada para entender a dinâmica dos fluidos dentro dos reatores.
• Comportamento hidrodinâmico: campo da física dedicado ao estudo do movimento e forças que agem sobre os fluidos, como o digestato dentro dos biorreatores.
• Características do escoamento: forma com que o fluido se move no sistema, se é laminar (organizada) ou turbulenta (agitada).
• Número de Reynolds: número adimensional da mecânica dos fluidos que indica as características do escoamento. É definido pela fórmula Re = (ρ · v · L) / μ, onde ρ é a densidade, v a velocidade, L é o diâmetro da hélice e μ é viscosidade do fluido. Re < 2.000 é característico de escoamento laminar; 2.000 < Re < 4.000 é típico da região de transição; enquanto Re > 4.000 é encontrado quando o escoamento está turbulento. É necessário para configurar o software de fluidodinâmica computacional.
• Malha: representação geométrica digital do espaço interno do biorreator, dividida em elementos para que o software de simulação possa calcular o movimento do fluido em cada parte.
• Domínio fluido do biorreator: área ou volume interno total que é ocupado pelo fluido e será analisado na simulação.
• Condições de contorno: dados de entrada inseridos na simulação que definem como o ambiente age com o meio externo.
• Modelagem da turbulência: uso de modelos matemáticos para prever efeitos complexos de agitação e turbulência no fluido dentro do biodigestor.
• Parâmetros da caixa de resíduos: Podem ser parâmetros geométricos, em específico do agitador utilizado, como o formato das pás, o ângulo de torção, comprimento, diâmetro e também parâmetros operacionais da caixa em geral.
• CAD solidworks: software de simulação 3D utilizado para desenvolvimento de produtos, simulações e design mecânico.
• Ansys Fluent: exemplo de software de CFD utilizado pela bolsista IC da UTFPR Londrina.

Outros Termos Tecnológicos e Institucionais

• CREA: Conselho Regional de Engenharia e Agronomia.
• ANPEA: Associação Norte Paranaense de Engenheiros Ambientais.
• SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition. Programa utilizado para controlar remotamente e monitorar em tempo real os sistemas industriais.