Otimização da eficiência energética de forno do tipo abóbada através de simulação computacional
Cerâmica vermelha; Eficiência produtiva; Sustentabilidade.
A indústria de cerâmica vermelha possui expressiva importância socioeconômica, destacando-se pela geração de empregos e pelo uso intensivo de matérias-primas naturais, como a argila. No entanto, o ciclo produtivo desse setor é caracterizado por elevado consumo energético e impactos ambientais significativos, especialmente na etapa de queima, responsável por grande parte das perdas térmicas e das emissões associadas ao processo. Os fornos industriais do tipo abóbada, amplamente utilizados no setor, apresentam limitações relacionadas à não uniformidade térmica, comprometendo tanto a eficiência energética quanto a qualidade dos produtos cerâmicos. O objetivo geral da pesquisa é avaliar e desenvolver, por meio da simulação computacional, uma proposta de otimização térmica de fornos do tipo abóbada utilizados na indústria de cerâmica vermelha. A pesquisa está organizada em três capítulos, estruturados no formato de artigos científicos provenientes dos estudos. Optou-se pela aplicação de uma metodologia dividida em três fases, sendo estas: (i) revisão de literatura sobre o processo produtivo da cerâmica vermelha, aliada à observação prática por meio de visitas técnicas; (ii) revisão de literatura sistematizada sobre o uso da Dinâmica dos Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) como ferramenta confiável de inovação e otimização de sistemas térmicos industriais, com foco no setor cerâmico; (iii) aplicação da simulação CFD em um forno industrial do tipo abóbada para análise do comportamento térmico e da eficiência energética. A partir dos resultados obtidos por meio de simulações CFD validadas, foi possível analisar o comportamento térmico do forno e identificar que a uniformidade térmica pode ser aprimorada por meio de modificações no arranjo interno e da adoção de estratégias de controle dinâmico da vazão dos gases de combustão. Essas medidas favorecem a circulação dos gases quentes, reduzem perdas térmicas e contribuem para a otimização da eficiência energética e da qualidade do produto final. Do ponto de vista ambiental e industrial, o estudo fornece subsídios técnicos consistentes para a tomada de decisão em fornos do tipo abóbada, alinhando eficiência energética, redução de emissões atmosféricas e sustentabilidade do processo produtivo.