UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Análise comparativa de diferentes metodologias de alocação na ACV por meio de métodos tradicionais e métodos termoeconômicos
Autor(es): TRINDADE, Aline Bhering
Primeiro Orientador: PALACIO, José Carlos Escobar
Resumo: Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma metodologia que permite a quantificação de potenciais impactos ambientais e sociais de produtos, processos ou atividades ao fornecer os indicadores que permitem a avaliação da sustentabilidade. Estudos que utilizam a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) são muito eficazes para avaliação de muitos sistemas de conversão de energia. Entretanto, ao analisar sistemas multiprodutos a alocação de recursos e resíduos apresenta uma dificuldade. Essa adversidade pode ser solucionada através de abordagens termoeconômicas. Essas abordagens são bem conhecidas pela alocação racional de recursos e, portanto, podem ser uma combinação ideal para realizar estudos ACV nesse tipo de sistemas complexos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa entre os métodos tradicionais, recomendados pela norma ISO 14000, e termoeconômicos na ACV de um sistema de cogeração composto por uma microturbina a gás e um sistema de refrigeração por absorção brometo de lítio-água. Primeiramente foram calculadas as emissões totais do sistema, e depois foi realizada a alocação dos recursos. Esta alocação foi atingida de três maneiras: alocação tradicional, alocação termoeconômica, e alocação pela análise exergoambiental. Para realizar as duas últimas alocações foram calculados os custos exergéticos considerando a Estrutura Física a e a Estrutura Produtiva foram avaliadas duas configurações diferentes de estrutura produtiva e foram avaliados quatro modelos diferentes de desagregação de exergia. Com o resultado dos custos exergéticos, foram calculados os impactos ambientais (custos ambientais) por meio da alocação termoeconômica e da análise exergoambiental. Depois, os impactos ambientais (custos ambientais) encontrados por meio da ACV com as alocações que utilizam a termoeconomia foram comparados com aqueles obtidos pela ACV com alocação tradicional (energética e exergética). Assim, foi constado que há pouca precisão nos resultados obtidos pela alocação energética e a alocação que usa a termoeconomia com o modelo E (que define insumo e produto utilizando apenas o fluxo exergético), por causa do elevado custo ambiental do frio. Isso se dá pelo fato desses modelos possuírem metodologias simples que não abrangem sistemas com muitos elementos dissipativos. Foi constatado também que não há diferença utilizar uma alocação exergética ou alocação que use a termoeconômia caso o sistema não tenha muitos componentes dissipativos, como a válvula, ou que não necessite de muita precisão nos resultados, uma vez que ambos realizam os mesmos cálculos com pouquíssimas modificações. Conclui-se que é necessário realizar uma alocação de recursos de uma ACV através da termoeconomia com um nível maior de desagregação apenas em sistemas energéticos com muitos elementos dissipativos, como condensadores e válvulas. E para este tipo de alocação que considera a termoeconomia é possível utilizar tanto a alocação termoeconômica quanto a análise exergoambiental.
Abstract: Life Cycle Assessment (LCA) is a methodology that allows the quantification of potential environmental and social impacts of products, processes or activities by providing the indicators that allow the assessment of sustainability. Studies using Life Cycle Assessment (LCA) are highly effective for assessing many energy conversion systems. However, when analyzing multi-product systems, the allocation of resources and waste presents a difficulty. This adversity can be solved through thermoeconomic approaches. These approaches are well known for their rational allocation of resources and, therefore, can be an ideal combination to carry out LCA studies in this type of complex systems. Thus, the objective of the present work was to carry out a comparative analysis between the traditional methods, recommended by the ISO 14000 standard, and thermoeconomic in the LCA of a cogeneration system composed of a gas microturbine and a lithium Water. First, the total emissions of the system were calculated, and then the allocation of resources was carried out. This allocation was achieved in three ways: traditional allocation, thermoeconomic allocation, and allocation through exergoenvironmental analysis. In order to carry out the last two allocations, exergetic costs were calculated considering the Physical Structure a and the Productive Structure of the production flows (with the two different ways of making the production structure and using four different exergy breakdown models). With the result of exergetic costs, the environmental impacts (environmental costs) were calculated by means of the thermo-economic allocation and ex-environmental analysis. Then the environmental impacts (environmental costs) found through LCA with allocations that use thermoeconomics were compared with those obtained by LCA with traditional allocation (energetic and exergetic). Thus, it was found that there is little precision in the results obtained by the energy allocation and the allocation that uses the thermoeconomics with the E model (which defines input and product using only the exergetic flow), because of the high environmental cost of the cold. This is because these models have simple methodologies that do not cover systems with many dissipative elements. It was also found that there is no difference in using an exergetic allocation or an allocation that uses thermoeconomics if the system does not have many dissipative components, such as the valve, or does not require much precision in the results, since both perform the same calculations with very few modifications. We conclude that it is necessary to allocate resources from a LCA through thermoeconomics with a higher level of disaggregation only in energy systems with many dissipative elements, such as condensers and valves. And for this type of allocation that considers thermoeconomics, it is possible to use both thermoeconomic allocation and exergoenvironmental analysis.
Palavras-chave: ACV
Alocação termoeconômica
Análise exergoambiental
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2342
Data do documento: 8-Out-2020
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