Modelagem matemática do impacto do aquecimento global no custo energético do processo de aeração em armazéns de soja considerando o modelo reator homogêneo de transferência de calor

Abstract

Sabe-se que a produção de grãos vem crescendo a cada ano, por isso, sistemas de armazenagem adequados, bem como um sistema de aeração eficiente, tornam-se essenciais para a conservação dos grãos até a sua comercialização. No entanto, mudanças climáticas decorrentes do aquecimento global podem impactar de forma significativa no processo de aeração, principalmente no que se refere ao custo energético, visto que a aeração utiliza o ar ambiente para o resfriamento dos grãos. Isso acontece, pois quanto maior a temperatura ambiente, mais horas de aeração são necessárias para manter os grãos em temperatura e níveis de umidade adequados, refletindo, então, em um custo energético maior. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa é modelar matematicamente o impacto do aquecimento global no custo energético do processo de aeração em armazéns de grãos no noroeste do estado do Rio Grande do Sul (RS). Para isso, inicialmente, foram obtidos dados históricos meteorológicos de empresas e cooperativas localizadas no noroeste do estado e, em seguida, criados cenários hipotéticos da temperatura de grãos armazenados para o mês de Fevereiro e Julho, que foram relacionados com os dados históricos obtidos. A fim de avaliar o impacto do aquecimento global no processo de aeração, foram criados três cenários de aumento de temperatura ambiente, onde foram adicionados 1,5 °C, 2 °C e 4 °C na temperatura ambiente atual. Utilizando o modelo de transferência de calor Reator Homogêneo, foi possível definir o tempo de aeração necessária para atingir a temperatura objetivo do grão, tanto na temperatura ambiente atual, quanto nos cenários de aumento de temperatura. Por fim, com as horas de aeração, foi possível calcular o custo energético envolvido no processo de aeração, analisando o impacto das mudanças climáticas causadas pelo aquecimento global. De modo geral, todos os cenários apresentaram um aumento significativo nas horas de aeração, bem como no tempo total de resfriamento do grão. Além disso, houve casos em que foi possível verificar que a aeração com ar ambiente não será mais suficiente, necessitando da aeração refrigerada. A demanda de energia elétrica durante a aeração dobrou em alguns cenários, o que implica em um elevado custo na armazenagem para que os grãos permaneçam nas condições ideais, garantindo sua qualidade.