Inovar no projeto de plantas químicas vai além de reformular diagramas de processos ou introduzir novos equipamentos. É o que mostra a compilação de 16 estudos reunidos na segunda edição especial da revista Processes, que analisa como avanços em engenharia química, materiais e energia podem colaborar para uma bioeconomia mais sustentável, eficiente e segura.
Entre os destaques está a proposição de um processo modular para transformar óleos amazônicos em emulsões cosméticas de alto valor agregado. Em vez de operar em múltiplas etapas tradicionais de extração e formulação, os autores propõem a integração dessas fases em um único módulo intensificado, capaz de reduzir significativamente o consumo de água e energia. A análise envolveu não apenas parâmetros hidrodinâmicos e de cinética de emulsificação, mas também uma avaliação econômica do sistema, sinalizando viabilidade prática.
Outro estudo propõe o aproveitamento de resíduos de cogumelos comestíveis fora do padrão de mercado como insumo para uma biorrefinaria voltada à produção de quitina, ácido cítrico e fertilizantes orgânicos. A pesquisa cruza simulações de processo com análises econômicas e ambientais, reforçando o potencial de incorporar resíduos biológicos aos fluxos da economia circular sem perda de valor industrial.
O tema da integração energética aparece com força: um caso analisa o acoplamento térmico de campos solares a ciclos combinados, demonstrando como é possível reduzir emissões de carbono sem comprometer a eficiência de geração elétrica. Esse tipo de solução híbrida mostra um caminho para incorporar fontes renováveis em instalações existentes, sem necessidade de reengenharia total de suas operações.
Na área de materiais, a edição reúne pesquisas sobre nanomateriais e biossurfactantes aplicados à remediação ambiental e ao desenvolvimento de novos dispositivos eletroquímicos. Um exemplo promissor é o uso de biossurfactantes fúngicos como estabilizantes de nanopartículas poliméricas, alternativa mais ecológica aos surfactantes sintéticos amplamente utilizados em processos coloidais.
Uma linha complementar destaca a produção de aerogéis de zinco poroso para uso como eletrodos em supercapacitores. O material combina baixa densidade com condutividade elétrica elevada e resistência mecânica, destacando-se pela possível integração em dispositivos avançados de armazenamento de energia.
Do ponto de vista da segurança e eficiência de operação industrial, um dos relatos propõe uma abordagem conjunta de integração energética e análise de segurança intrínseca na produção de policloreto de vinila (PVC) por suspensão, levantando a necessidade de equilibrar ganho energético com a mitigação de riscos no desenho de processos otimizados.
A edição também traz estudos aplicados à tratamento de efluentes da indústria de curtumes, com especial atenção à remoção de compostos nitrogenados e sulfurados. Os métodos analisam desde ciclos de adsorção-dessorção até comparações entre processos biológicos e híbridos, reforçando que a escolha do modelo ideal exige tanto avaliação experimental quanto modelagem.
No campo das reações e separações, ganha destaque um estudo sobre a precipitação de sulfato de bário. Neste cenário, o controle de variáveis como supersaturação e composição do solvente permite ajustar a morfologia dos cristais, contribuindo para a prevenção de incrustações em unidades industriais. Outro ponto relevante é a extração seletiva de compostos nitrogenados a partir de fluxos aromáticos, usando solventes à base de formamida para elevar a pureza do produto final.
Um desdobramento importante é a ênfase na escalabilidade das soluções. Mesmo estudos que se concentram em tecnologias emergentes, como fotocatálise e sonofotocatálise para tratamento oxidativo de águas residuais, reconhecem as limitações energéticas desses métodos quando aplicados a misturas complexas, apontando a necessidade de integração com cadeias de tratamento já existentes.
Em resumo, os trabalhos apresentados vão além das melhorias incrementais e apontam para a necessidade estruturante de integrar ciência de materiais, engenharia de processos e avaliação ambiental na concepção das plantas químicas do futuro, com forte presença de insumos biológicos, energias renováveis e ferramentas digitais. Eles formam uma base sólida para pesquisadores e engenheiros que buscam aliar sustentabilidade e performance em escala industrial.
Fonte: Editorial Overview of the Special Issue “Second Edition of Innovation in Chemical Plant Design”
