Realizar ensaios experimentais para determinar a octanagem da gasolina ou o número de cetano do diesel, por exemplo, é algo essencial para empresas que processam o petróleo ou distribuem os seus derivados. Contudo, essas medições revelam-se complexas e demoradas. Agora as propriedades dos combustíveis, entre muitas outras informações, podem ser determinadas de uma maneira mais simples com o Calcproc, um programa de computador inicialmente desenvolvido por engenheiros da Petrobras e posteriormente aprimorado por pesquisadores da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp e do Centro de Estudos de Energia e Petróleo (Cepetro) da Unicamp.
Com esse programa de computador, basta levantar propriedades básicas da amostra de petróleo ou de seus derivados, como, por exemplo, sua densidade ou curva de destilação, algo obtido facilmente em laboratório, e inseri-las em uma planilha eletrônica. Em seguida, o código do Calcproc calcula diversas propriedades avançadas desses produtos – como as citadas no início e muitas outras definidas em especificações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) para cada tipo de combustível.
O Calcproc é uma ferramenta destinada a cálculos de previsão de propriedades físico-químicas do petróleo e dos seus derivados. O programa pode ser usado por centros de pesquisa e empresas ligadas à cadeia de refino, produção e distribuição desses produtos para determinar as propriedades dos combustíveis com os quais trabalham, efetuando o controle de qualidade do produto e aferindo se esse produto atende aos seus requisitos ambientais e legais. Hoje, ele se encontra em pleno uso em vários setores da Petrobras, que deseja levar a ferramenta para outras instituições e empresas.
Com o Calcproc, é rápida e eficaz a tarefa de determinar as propriedades complexas de uma amostra de petróleo partindo de propriedades ou parâmetros simples e facilmente determináveis. Por apresentar uma interface amigável com o Excel, basta inserir os dados básicos em uma planilha eletrônica, digitando-os ou importando-os de outra fonte, e o programa faz todas as estimativas. Sua utilização é intuitiva.
Da Petrobras para os laboratórios da Unicamp
Desde a década de 2000, os engenheiros da Petrobras vinham se debruçando sobre a questão de como descobrir as propriedades complexas de uma amostra de petróleo ou de seus derivados de forma rápida. E assim iniciaram, na época, o desenvolvimento de um programa de computador que usava dados mais simples de serem obtidos para estimar propriedades físico-químicas mais complexas.
Nesse início, o programa era usado pela empresa nos cursos internos de treinamento de novos engenheiros. Em seguida, os próprios engenheiros da empresa começaram a desenvolver os códigos para serem aplicados em cálculos industriais. Assim, o programa de computador ganhou atualizações e melhorias. No entanto, ainda faltava atingir um nível de pesquisa científica mais elevado para ampliar o potencial da ferramenta.
“A Unicamp foi então procurada para expandir o seu desenvolvimento”, afirma o professor Leonardo Vasconcelos Fregolente, docente da FEQ e ex-engenheiro da Petrobras. “O software precisava ficar mais robusto. Para se ter uma ideia, ele possuía cerca de 120 correlações de predição na época. Com o avanço obtido na Unicamp, o programa passou a ter pelo menos outros 240 novos métodos. O salto foi grande”, explica Fregolente. Mas os avanços não pararam por aí:
“Melhoramos a parte científica do software, inserimos muitas equações novas de avaliação e de previsão de propriedades, além de torná-lo mais amigável a novas versões do Excel, deixando-o plenamente utilizável pelos engenheiros de processos da Petrobras. A precisão dos modelos matemáticos foi refinada ao longo dos anos, e hoje é possível alcançar estimativas precisas e confiáveis”, comenta Fregolente.
Cálculos precisos e economia de recursos
A pesquisadora Shella Santos, que participou do projeto, também explica ter sido realizadas alterações importantes para tornar o Calcproc mais confiável e embasado cientificamente. “Algumas propriedades foram testadas e novas correlações foram desenvolvidas por meio de dados experimentais da Petrobras e da literatura científica. Além disso, adicionamos uma funcionalidade que indica ao usuário se o método escolhido está fora do limite de cálculo de acordo com os inputs adicionados. E os estudos mostraram que as correlações têm um potencial muito bom de previsão”, acrescenta Santos.
Com isso, além da vantagem de estimar propriedades físico-químicas dos produtos com alto nível de confiabilidade e dispensando ensaios complexos, o programa de computador proporciona a obtenção de resultados em tempo real. Isso é necessário pois as propriedades dos produtos variam conforme as condições operacionais dos processos industriais, como explica Fregolente:
“Por exemplo, o diesel e a gasolina são misturas de componentes produzidos dentro de uma refinaria, feitas online. Com o uso da ferramenta Calcproc, é possível saber em tempo real e de forma precisa quanto de cada componente é preciso introduzir na mistura”.
Foi adicionado também ao programa o cálculo de estimativa de eficiência energética pelo método indireto (método das perdas). O Calcproc agora apresenta os seguintes recursos e funcionalidades:
- mais de 400 métodos de predição de propriedades;
- cálculo de prioridades de misturas;
- conversão de curvas de destilação e conversão de unidades;
- cálculo de eficiência de fornos;
- interface e instalação intuitiva no Excel para diversas versões;
- disponibilidade da base de informações técnicas e referências dos métodos científicos que compõem o programa de computador no manual do usuário;
- entre outras.
O Calcproc é um programa de computador de titularidade da Petrobras e da Unicamp. E, hoje, é usado por vários setores técnicos da empresa de petróleo. Vale ressaltar que o Calcproc pode ser utilizado não somente em refinarias, mas também em empresas produtoras e distribuidoras de combustíveis.
Segundo Fregolente, “a Petrobras tem interesse em gerar conhecimento e fazer com que o software esteja disponível para qualquer empresa integrante da cadeia de manuseio de petróleo e derivados, incluindo quem realiza processos de controle de qualidade. Ele atingiu um nível de confiabilidade que hoje podemos oferecê-lo a qualquer interessado do mercado”, finaliza.
Empresas e instituições públicas ou privadas interessadas no Calcproc podem entrar em contato diretamente com a Agência de Inovação da Unicamp (Inova Unicamp) para licenciamento do programa por meio do formulário de conexão com empresas. O contato com a Universidade possibilita ter acesso a tecnologias de ponta, e a transferência de tecnologias reduz riscos associados ao desenvolvimento de novos produtos e processos inovadores.
