Uma Contribuição ao Projeto de Cilindros Tipo III para Armazenamento de Hidrogênio Empregando Modelagem Computacional
Armazenamento de hidrogênio, cilindros, materiais compósitos, elementos finitos, vibrações
Combustíveis fósseis aumentam de forma significativa a emissão de dióxido de carbono na atmosfera terrestre, o que causa sérios problemas como mudanças climáticas e aquecimento global.
Como forma de evitar estes e outros problemas vem-se estudando a possibilidade de uso de hidrogênio como combustível aplicado a diferentes sistemas do parque científico e tecnológico internacional.
O hidrogênio é um transportador de energia eficiente e limpo e irá permitir a descarbonização de setores como: transportes, indústria química, residencial, bem como da geração de matéria prima limpa para a indústria, como por exemplo, o setor de siderurgia, entre outros.
Como característica importante, o hidrogênio possui alta energia específica, que é uma das características que o torna uma alternativa para substituição dos combustíveis fósseis. Entretanto, a massa volumétrica do hidrogênio é muito baixa, o que leva à uma baixa quantidade de energia por unidade de volume. Isto implica que o seu armazenamento deve ser realizado a altas pressões.
Armazenar hidrogênio gasoso sob alta pressão é uma técnica comum já utilizada. Contudo, para torná-los aplicáveis, por exemplo, ao armazenamento veicular, suas pressões devem ser mais elevadas, o que resulta em aumentos tanto no peso do tanque quanto no custo do material.
Seguindo a ideia de desenvolvimento de sistemas de armazenamento de hidrogênio, este trabalho tem como objetivo principal a realização de uma avaliação numérica computacional de diferentes configurações de cilindros do tipo III, destinados ao armazenamento de hidrogênio.
Pretende-se: avaliar o uso de materiais compósitos na confecção dos cilindros, uso de métodos computacionais (métodos de elementos finitos) associados à programas computacionais de engenharia, análise de situações críticas como vazamentos e explosões, aplicação de métodos de otimização e análise dos efeitos das vibrações mecânicas nos cilindros