Manufatura de vasos de pressão utilizando materiais compósitos através do processo Filament Winding

Resumo

É conhecido e crescente o potencial de materiais compósitos para soluções de engenharia. Características singulares (leveza, desempenho mecânico, resistência à corrosão, vida útil em fadiga) conferem a estes materiais um lugar de destaque em aplicações especiais. O crescente preço dos combustíveis tem impulsionado o uso de combustíveis alternativos para veículos automotores (tanto em veículos populares quanto em veículos pesados). Por consequência, é exigido o desenvolvimento de toda a cadeia produtiva relacionada à implementação destes combustíveis no mercado. Neste cenário, despontam desenvolvimentos de vasos de pressão para armazenamento de gases sob alta pressão. O padrão mais comum e mais expressivo no mercado é o tipo I, fabricado em aço. No entanto, seu uso é limitado em termos de gases admissíveis e pressões suportadas. Assim, a implementação de compósitos traz uma evolução e diversificação de vasos de pressão para estes fins. Neste contexto, o uso de compósitos está presente em todas as demais categorias de vasos (tipos II, III, IV e V).No mundo, vasos de pressão em compósitos possuem forte tendência de mercado (crescimento anual esperado de 5,9\% até 2025). Além disso, até 2030 espera-se que o consumo de fibra de carbono para estes fins supere o mercado eólico e represente 50\% a mais do volume de mercado em comparação ao mercado automotivo. No Brasil, ainda é um mercado em gestação. Contudo, o Brasil apresenta grande potencial produtivo de combustíveis alternativos - especialmente Gás Natural e Biogás. Em se tratando de biogás, este se posiciona com destaque no que diz respeito a sustentabilidade, pois pode ser obtido através de resíduos (auxiliando a gestão de resíduos na agricultura e cidades) e possui redução de 90\% em emissões de poluentes atmosféricos quando comparados com combustíveis fósseis.Para aproveitar este potencial, este projeto visa desenvolver um vaso de pressão em fibra de carbono pelo processo de Filament Winding. O mercado em ascensão para aplicação desta tecnologia é o agronegócio, através da utilização de vasos de pressão em compósito para estocar gás natural e biogás em veículos pesados (caminhões e tratores). Nesta primeira fase, o foco será a comprovação da viabilidade técnico-científica desta inovação. Assim, pretende-se atingir um nível 3 na escala de maturidade tecnológica (TRL - Technology Readiness Level). Para tal, serão feitas simulações por método de elementos finitos (MEF) e será produzida uma prova de conceito. (AU)