Application of French School multicriteria methods in the evaluation and selection of steam boilers in paper mills
DOI:
https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v21.n56.5851Keywords:
Multicriteria Decision, French School, Steam Boilers, Outranking, ELECTRE, PROMETHEEAbstract
The selection of a steam boiler in energy-intensive industries, such as pulp and paper, involves a complex balance among technical, economic, and environmental criteria. Traditional methods that aggregate all criteria into a single score can obscure important conflicts, such as the trade-off between acquisition cost (CAPEX) and energy efficiency or emissions. To address this complexity, this research adopts the French School's Multicriteria Decision Aiding (MCDA) approach, utilizing the outranking methods ELECTRE and PROMETHEE. These methods allow for the evaluation of alternatives by considering small, irrelevant differences while highlighting significant disparities, analyzing whether one boiler is "at least as good as" another in a non-compensatory manner. Criteria include CAPEX, OPEX, efficiency, reliability, maintenance, and emissions (CO₂, NOx). The result is a clear ranking of the alternatives, revealing trade-offs and incomparabilities. Thus, the ELECTRE/PROMETHEE approach offers a transparent and flexible analytical framework, making the decision-making process more robust, auditable, and aligned with long-term competitiveness and sustainability goals.
Downloads
References
AGRAWAL, V. Multi-criteria decision making: an approach to engineering management. Boca Raton: CRC Press, 2022.
BABCOCK E WILCOX COMPANY. Steam: its generation and use. 40. ed. New York: Babcock & Wilcox Company, 1985.
BEGA, E. A. Instrumentação aplicada ao controle de caldeiras. Rio de Janeiro: Editora Técnica, 1989.
BOYSSOU, D. Using a binary outranking relation for ranking alternatives. In: European Conference On Operational Research, 1993, Lisboa. Anais [...]. Lisboa, 1993.
BRANS, J. P.; MARESCHAL, B.; VINCKE, P. PROMETHEE: a new family of outranking methods in multicriteria analysis. Operational Research '84, p. 477-490, 1984.
BURNTECH. História e evolução das caldeiras: da eolípila à biomassa. 2023. Disponível em: https://blog.burntech.ind.br/historia-e-evolucao-das-caldeiras. Acesso em: 12 jun. 2024.
EDWARDS, W. How to use multiattribute utility measurement for social decision making. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, v. 7, n. 5, p. 326-340, 1977. DOI: https://doi.org/10.1109/TSMC.1977.4309720
EDWARDS, W.; BARRON, F. H. SMARTS and SMARTER: improved simple methods for multiattribute utility measurement. Organizational Behavior and Human Decision Processes, v. 60, n. 3, p. 306–325, 1994. DOI: https://doi.org/10.1006/obhd.1994.1087
ELETROBRAS. Manual de caldeiras e sistemas de vapor. Eletrobras, 2005.
GOMES, C. F. S.; ALMEIDA, A. T. Aplicação dos métodos multicritério de apoio à decisão no processo de seleção. Revista de Administração da UFSM, v. 7, n. 4, p. 578-596, 2014.
GOMES, L. F. A. M.; ARAYA, M. C. G.; CARIGNANO, C. Tomada de decisão em cenários complexos. São Paulo: Cengage Learning, 2011.
GOMES, L. F. A. M.; GOMES, C. F. S.; ALMEIDA, A. T. de. Tomada de decisão gerencial: o enfoque multicritério. 5. ed. São Paulo: Atlas, 2014.
GOMES, L. F. A. M.; RANGEL, L. A. D. Determining the utility functions of criteria used in the evaluation of real estate. International Journal of Production Economics, v. 117, n. 2, p. 420–426, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2008.12.006
GONZALES, C. Decision-making: a cognitive science perspective. In: FRANK, M. C.; W, E. A. (Eds.). The Oxford handbook of cognitive science. Oxford: Oxford University Press, 2015. p. 524–547.
GONZALES, J. G. et al. Método multicritério de tomada de decisão aplicado ao gerenciamento de fornecedores. Revista Produção Online, v. 15, n. 1, p. 283-309, 2015.
MARTINS, R. Caldeiras aquatubulares: projeto e operação. São Paulo: Engenho, 2021.
RANGEL, L. A.; GOMES, L. S. TODIM: a new approach to decision making. Journal of the Operational Research Society, v. 58, n. 4, p. 375-386, 2007.
RAYAPROLU, K. Boilers: a practical reference. 1. ed. New York: CRC Press, 2009.
ROY, B. Multicriteria methodology for decision aiding. Springer, 1996. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-2500-1
ROY, B.; BOUYSSOU, D. Aide multicritère à la décision: méthodes et cas. Paris: Economica, 1993.
ROY, B.; VINCKE, P. Multicriteria analysis: survey and new directions. European Journal of Operational Research, v. 8, n. 3, p. 207-218, 1981. DOI: https://doi.org/10.1016/0377-2217(81)90168-5
SANTOS, V. F. et al. Selection of a reverse logistics operator using a hybrid multicriteria approach. Journal of Cleaner Production, v. 275, p. 122-132, 2020.
TOBISZEWSKI, M.; BYSTRZANOWSKA, M. How can analysts use multicriteria decision analysis? TrAC Trends in Analytical Chemistry, v. 105, p. 1-7, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.05.003
TRAN, H.; VAKKILAINEN, E. K. The kraft chemical recovery process. Vancouver: Tappi Press, 2016.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Cadernos UniFOA

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Declaração de Transferência de Direitos Autorais - Cadernos UniFOA como autor(es) do artigo abaixo intitulado, declaro(amos) que em caso de aceitação do artigo por parte da Revista Cadernos UniFOA, concordo(amos) que os direitos autorais e ele referentes se tornarão propriedade exclusiva desta revista, vedada qualquer produção, total ou parcial, em qualquer outra parte ou meio de divulgação, impressa ou eletrônica, sem que a prévia e necessária autorização seja solicitada e, se obtida, farei(emos) constar o agradecimento à Revista Cadernos UniFOA, e os créditos correspondentes. Declaro(emos) também que este artigo é original na sua forma e conteúdo, não tendo sido publicado em outro periódico, completo ou em parte, e certifico(amos) que não se encontra sob análise em qualquer outro veículo de comunicação científica.
O AUTOR desde já está ciente e de acordo que:
- A obra não poderá ser comercializada e sua contribuição não gerará ônus para a FOA/UniFOA;
- A obra será disponibilizada em formato digital no sítio eletrônico do UniFOA para pesquisas e downloads de forma gratuita;
- Todo o conteúdo é de total responsabilidade dos autores na sua forma e originalidade;
- Todas as imagens utilizadas (fotos, ilustrações, vetores e etc.) devem possuir autorização para uso;
- Que a obra não se encontra sob a análise em qualquer outro veículo de comunicação científica, caso contrário o Autor deverá justificar a submissão à Editora da FOA, que analisará o pedido, podendo ser autorizado ou não.
O AUTOR está ciente e de acordo que tem por obrigação solicitar a autorização expressa dos coautores da obra/artigo, bem como dos professores orientadores antes da submissão do mesmo, se obrigando inclusive a mencioná-los no corpo da obra, sob pena de responder exclusivamente pelos danos causados.
