Universidade de Coimbra desafia a indústria do papel a ser mais competitiva

Paula de Oliveira coordenou trabalho de um modelo matemático de simulação de um digestor

Um grupo de investigadores do departamento de Matemática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) conseguiu, pela primeira vez, construir um modelo matemático para a simulação de um digestor que consegue descrever o respectivo comportamento dinâmico. O digestor é a peça central das fábricas de pasta de papel onde ocorrem as reacções químicas que transformam aparas de madeira em pasta. O modelo desenvolvido permite simular a qualidade da pasta de papel, mesmo quando as características das aparas de madeira mudam significativamente, algo que os modelos anteriores não conseguiam fazer.  Este simulador consegue, ainda, fazer a previsão de situações e comportamentos de risco em ambiente industrial, podendo vir a desempenhar um papel de relevo na indústria do sector.

 Assim, foi possível estabelecer resultados teóricos, relativos a problemas bem reais da indústria do papel. O modelo foi desenvolvido no âmbito de um trabalho interdisciplinar em que participaram também investigadores do departamento de engenharia química da FCTUC.

Os matemáticos elaboraram algoritmos (uma sequência de passos computacionais para resolver problemas específicos) eficientes, robustos e precisos que permitem prever e controlar a composição da pasta de papel e dos reagentes químicos utilizados. Na prática, este simulador do digestor é uma excelente alternativa à experiência: é flexível, económico e com grau de risco...inexistente.

Para a coordenadora do projecto, Paula de Oliveira, “as empresas que adoptarem este modelo estão a fazer um importante investimento porque poderão ter um controle mais efectivo sobre a qualidade da pasta de papel, reduzir os gastos, contribuindo assim para a optimização da produção “. Este projecto reveste-se de particular importância, tendo em conta que a indústria da pasta do papel é um sector estratégico para a economia portuguesa e europeia.

Simulação numérica do comportamento de um digestor usado na indústria do papel

Em declarações ao Ciência Hoje, Paula Oliveira desenvolve alguns aspectos do trabalho que coordenou:  “Um dos equipamentos centrais da indústria da pasta de papel é um reactor aproximadamente cilíndrico, com algumas dezenas de metros de altura, e que se designa por digestor. As aparas de madeira contendo celulose, hemicelulose e lenhina reagem no interior deste reactor, a temperaturas relativamente elevadas, com componentes químicos inorgânicos com o objectivo de separar a celulose e a hemicelulose das fibras de lenhina  que se pretendem eliminar. Depois deste ‘cozimento’, que ocorre no digestor, seguem-se outras operações como a lavagem, o branqueamento e a prensagem, até se obter o produto final”.

Assinala também as caracterísiticas interdisciplinares do trabalho: “O projecto de simulação do comportamento de um digestor surgiu há alguns anos no âmbito de uma colaboração  interdisciplinar entre o departamento de Engenharia Química e o  departamento de Matemática a quem foi colocada a questão de criar um modelo matemático que permitisse simular o comportamento dinâmico do digestor. Controlando as variáveis de entrada como a composição das aparas de madeira , o tipo de reagentes , as concentrações iniciais dos reagentes e as elevações de temperatura que se induzem durante o processo é possível simular a composição da pasta de papel assim como a composição dos produtos de reacção que são produtos poluentes”.

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