DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Título:
SISTEMA DE ISOLAMENTO TÉRMICO AJUSTÁVEL PARA DUTOS OFFSHORE ATUADO POR COMPÓSITOS HÍBRIDOS DE LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA
Discente: Rodrigo Mendes Assunção
Resumo
O escoamento em sistemas de produção de petróleo em águas profundas apresenta desafios críticos devido às condições extremas de temperatura e pressão. A baixa temperatura do leito marinho induz a cristalização de macrocristais de parafina no petróleo bruto, resultando na deposição de camadas sólidas nas paredes internas dos dutos. Esse fenômeno reduz a seção útil de escoamento e pode levar ao bloqueio total da linha, gerando severas perdas operacionais. Neste contexto, este trabalho foca no desenvolvimento de um atuador inteligente para dutos submarinos, visando mitigar a deposição de parafinas através de controle térmico e mecânico ativo. O dispositivo proposto consiste em uma manta de material compósito híbrido (SMAHC - Shape Memory Alloy Hybrid Composite), composta por uma matriz de poliuretano termoplástico (TPU) e fios de Ligas com Memória de Forma (SMAs). As SMAs são materiais inteligentes capazes de gerar deformações recuperáveis elevadas através de um processo de transformação de fase martensítica. A metodologia envolveu a fabricação da matriz por manufatura aditiva (FDM - Fused Deposition Modeling) com preenchimento tipo colmeia de 15%. Um modelo numérico baseado no método de elementos finitos foi desenvolvido através do pacote computacional Ansys® para avaliar o comportamento do dispositivo, considerando não linearidades geométricas e constitutivas presentes. O modelo permite analisar as principais variáveis envolvidas como: tensão, deslocamento e fração volumétrica da fase martensítica nos fios. O comportamento da matriz de TPU foi representado pelo modelo hiperelástico de Mooney-Rivlin, cujos parâmetros foram obtidos via ensaios de tração uniaxial em corpos de prova impressos, enquanto os fios de NiTi foram modelados conforme a formulação de Auricchio (Auricchio e Taylor, 1997). Um protótipo foi construído para avaliar o comportamento do dispositivo proposto. Os resultados numéricos e experimentais indicam a viabilidade da atuação termo induzida, mostrando que o sistema é promissor para instalação remota.
Palavras-chave: Ligas com Memória de Forma; Compósitos Híbridos; Método de Elementos Finitos; Dutos; Atuadores
Banca Examinadora:
Prof. Pedro Manuel Calas Lopes Pacheco (CEFET/RJ PPEMM) - Orientador / Presidente
Prof. Paulo Cesar da Camara Monteiro Júnior (CEFET/RJ) - Orientador
Prof. Ricardo Alexandre Amar de Aguiar (CEFET/RJ - PPEMM)
Prof. Arthur Adeodato (UERJ-IPRJ)
Data: 11 de setembro de 2026
Horário: 08:00h
Defesa na modalidade Online