Estimação de parâmetros do processo de secagem de tijolos cerâmicos industriais via modelo de análise concentrada

Resumo

A fabricação dos materiais cerâmicos, como atividade industrial, se deu em função do crescimento das grandes construções civis. A manufatura desses materiais compreende as etapas de extração, beneficiamento, homogeneização, conformação, secagem e queima. A secagem é um processo termodinâmico que antecede a queima, na qual, em função do fornecimento de energia térmica, ocorre a evaporação da água que foi adicionada ao sólido durante a sua conformação. É um processo que envolve fenômenos complexos de transferência de calor e massa e, por isso requer a geração de modelos matemáticos que descrevam o processo com grande realismo físico. A existência dos modelos matemáticos se dá, sobretudo, com o intuito de descrever determinados fenômenos, buscando entender e solucionar irregularidades existentes durante o processo. A estimação de parâmetros é uma técnica que possibilita a obtenção das variáveis de controle de processo e a descrição do fenômeno de secagem com precisão. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo, através da modelagem matemática e simulação numérica, analisar o comportamento térmico e gravimétrico de tijolos cerâmicos industriais durante o processo de secagem e estimar os parâmetros de processo. Para isso, modelos matemáticos baseados no método de análise concentrada foram propostos e ajustados aos dados experimentais obtidos na literatura, via software Statistica^®. Resultados referentes ao comportamento dos tijolos cerâmicos durante o processo de secagem, foram expostos e analisados. Foi possível concluir que o modelo matemático proposto ajustou-se adequadamente aos dados experimentais coletados, com coeficiente de determinação superior à 0.9 e que, através da estimação de parâmetros, foi possível definir as variáveis de controle do processo, e obter os coeficientes convectivos de transferência de calor e massa.