Balanço de energia em tempo real para um reator de polimerização: estratégias alternativas para o Filtro de Kalman

Abstract

Neste trabalho procurou­se explorar, através da utilização do filtro de Kalman, a possibilidade de estimação simultânea dos valores do calor de reação (Qr) e do coeficiente de transferência de calor e a área (UA), a partir das equações de balanço de energia do reator e da jaqueta e medidas das temperaturas. Foram comparadas estratégias com base nos seguintes modelos para os estados estocásticos: passo aleatório, rampa aleatória, exponencial e, também, modelos híbridos a partir de diferentes combinações

destes. O critério utilizado para comparação foi baseado nos erros absolutos e relativos calculados para cada estratégia. Como base para a avaliação das diferentes estratégias utilizou­se a simulação de um reator industrial descrito na literatura (CHYLLA & HASSE, 1993). Para este reator, foram exploradas duas diferentes versões do sistema de controle, permitindo, assim, avaliar a influência da ação de controle nos procedimentos de estimação. Ressalta­se, ainda, uma outra abordagem na qual a temperatura na entrada da jaqueta – a variável manipulada Tji – é tratada como estado estocástico e não como variável independente. Ao final pôde­se concluir que embora não se justifique a tentativa de agregar maior estrutura aos modelos estocásticos, resultados positivos podem ser alcançados pela incorporação de novos estados estocásticos. Em outra perspectiva pôde também ser evidenciado o papel relevante desempenhado pela ação de controle para a qualidade do método de estimação.