UTILIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS EM GRADES DE PLATAFORMAS MARITIMAS (2012) 1 OLIVEIRA, Patrícia, GARAY, André RESUMO

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1 UTILIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS EM GRADES DE PLATAFORMAS MARITIMAS (2012) 1 OLIVEIRA, Patrícia, GARAY, André 1 Trabalho de Pesquisa - UNIFRA 1 Curso de Engenharia Química do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil patiolivera@yahoo.com.br; andrecechin@yahoo.com.br RESUMO Materiais compósitos são definidos como a combinação de dois ou mais materiais unidos em escala macroscópica para formar um material útil, exibindo propriedades que nenhum dos componentes exibe independentemente [1]. Diante disso, nota-se que as grades de plataformas marítimas são feitas de aço, ligas metálicas sendo esses mais pesados que os materiais convencionais, desse modo, esse trabalho sugere que a fabricação dessas grades seja feita de materiais compósitos, fibras de vidro/resina epóxi ou fibra de carbono. Esses apresentam boa resistência mecânica, resistência ao calor a umidade dentre outras características favoráveis a utilização desses. O processo sugerido para a fabricação dessas grades é a plutrusão, um processo continuo aonde as fibras vão sendo puxadas por rolos e cartéis e levadas a um tanque de resinas onde ocorre o direcionamento das fibras. Portanto, a utilização desses materiais na fabricação das grades das plataformas marítimas é viável economicamente e trará bons resultados. Palavras-chave: Materias compósitos, pultrusão, perfis metálicos. 1. INTRODUÇÃO Com a descoberta de reservas de petróleo nos campos de pré-sal que se encontram a seis mil metros de profundidade e na maioria com uma distancia aproximada de 250 km da costa, cada vez mais se busca soluções inovadoras na área de tecnologia, logística e transporte de gás e derivados. Diante disso, constatou-se um problema enfrentado pelas indústrias petrolíferas é que as grades de plataformas marítimas, hoje feitas de resina de poliéster reforçada com 20% de fibras de vidro, que segundo a Associação Brasileira de Materiais Compósitos (Abmaco), as estimativas de utilização de compósitos são bastante incipientes. A Petrobras utiliza essas grades, pois o custo de aquisição dessas no Brasil é menor e os requisitos de 1

2 desempenho são estabelecidos, e se comparados com os metais que são mais pesados torna-se uma boa alternativa. Tendo em vista isso e a necessidade de materiais que resistam a elevadas temperaturas, boa durabilidade e seja viável economicamente, que não sofram corrosão quando expostos a ambientes marítimos, busca-se materiais que atendam a essas necessidades, por isso, sugere-se que a fabricação dessas grades sejam feitas de compósitos poliméricos. A aplicação de materiais compósitos utilizados nas grades das plataformas marítimas torna-se de notória importância, já que eles apresentam as seguintes características: elevada razão (quociente) entre resistência e peso; boa estabilidade dimensional; amortecimento de vibrações; boa resistência ao calor, á umidade e á corrosão; boas propriedades de isolamento elétrico; facilidade de fabricação; custo relativamente baixo; grande inércia química. As características destes materiais trazem melhorias nas grades das plataformas marítimas da Petrobras, já que a empresa busca redução de custos, aprimoramento em segurança industrial para promover ganhos constantes em produtividade. Soma-se a isso que a utilização de grades de compósitos facilita a manutenção na linha e torna possível que um operário pise nessas grades sem causar dano a essas. Além de promover uma melhoria na infraestrutura das grades dos navios petroleiros da Petrobras, gerando uma maior rentabilidade e segurança a empresa, com a utilização desses compósitos e serem mais resistentes e mais leves que outros materiais utilizados. O processo utilizado para a produção dessas grades é chamado de pultrusão, é um modo de produção continua e o produto produzido por esse apresenta qualidades superiores aos outros materiais compósitos e apresenta altas taxas de produção. O processo inicia com as fibras sendo puxadas por rolos e cartéis que são puxadas para um tanque de resinas e são impregnadas a mistura e as fibras são direcionadas conforme o necessário. Depois o material passa por uma matriz aquecida, com o calor fornecido pela matriz ocorre uma reação exotérmica que resulta em uma cura de resina termofixa. Conforme mostrado na figura 1. O perfil sai do molde quente e é resfriado a temperatura ambiente (KERSTING, 2004). O plutrudado apresenta: - Uniformidade na secção de perfil; - Suportam carregamentos comparáveis e superiores a de perfis metálicos. 2

3 Figura 1. Processo da plutrusão. 2. METODOLOGIA Esse projeto foi construído através de uma pesquisa bibliográfica que segundo Gil (1994), realizado por meio de leitura de livros, artigos, revistas e materiais teóricos pesquisados. 3. RESULTADOS Para a fabricação das grades das plataformas marítimas, torna-se importante a busca de um material que tenha maior durabilidade, para não gerar prejuízos à empresa, que resista às condições em que são expostas a altas temperaturas e a alta umidade e salinidade do ambiente marítimo. Por isso a utilização de materiais compósitos para a fabricação dessas torna-se mais viável para empresa por apresentar características que preenchem a maioria dos requesitos 3

4 necessários para o desempenho da função das grandes no caso a segurança. Para a fabricação dessas grades o processo chamado pultrusão é o que apresenta qualidades superiores tanto porque o processo é continuo e traz uma maior uniformidade ao produto, o que torna esse apto a suportar o peso. A utilização de grades com qualidades superiores, no caso, as fabricadas com materiais compósitos traz maior segurança a empresa, fazendo com que reduzam os números de acidentes ou mortes no trabalho causado por quebras das grades, aumentando o conforto dos trabalhadores do local. A utilização de materiais de qualidade é imprescindível, já que casos em que as grades fabricadas em fibra de vidro e resina poliéster foram submetidas a uma determinada carga deformaram-se. Diante disso, constata-se analisando as características individuais dos materiais a fibra de vidro a resina epóxi e o reforço de fibra de carbono que eles apresentam uma boa resistência ao peso, resistência ao calor e a umidade, maior resistência ao impacto, entre outras características favoráveis a utilização desses e que se unidos esses materiais formarão um compósito que terá qualidades superiores às outros materiais e também terão um peso menor se comparado com ou aço, ou outros metais. 4. CONCLUSÕES Foram apresentadas características típicas dos materiais compósitos (fibra de vidro+resina poliéster) que se submetidas a altas temperaturas e ao ambiente salino, terão um bom desempenho se utilizadas nas grades das plataformas marítimas. Essa é uma alternativa viável economicamente, já que o material apresenta uma boa durabilidade, o que trará lucros a empresa e segurança aos trabalhadores do local. 5. BIBLIOGRAFIA [1] Woodhead LH. Handbook of Polymer Composites for Engineers. Cambridge: Publishing Limited; ALMEIDA, Diego Wolhers da Fonseca. Processamento, Gestão e Meio Ambiente na Indústria do Petróleo e Gás Natural Determinação da Difusividade Térmica de Materiais Compósitos Poliméricos. Projeto final de curso de Engenharia Química. Rio de Janeiro: FINDEP, APEZZATO, Fernanda; SONSIN, Glauco; LOBATO Giulio, BARTELGA, Gustavo. Ensaio de tração em compósitos: fibra de vidro/resina epóxi e fibra de carbono/resina epóxi. Relatório de Processamento de Compósitos. São Paulo: UNESP,

5 CUNHA, José, Antonio; COSTA, Michelle; REZENDE, Mirabel. Influencia de Diferentes Condições Higrotérmicas na Resistência á Tração de Compósitos de Fibra de Carbono/Epóxi Modificada. São Paulo. Revista Polímeros, n. 3., Imagem do processo de plutrusão (Figura 1). Disponível em Acesso em: 13 set FARIA, Maria; CIOFFI, Maria; BOTELHO, Edson. Análise do Efeito Higrotérmico no Comportamento em Fadiga de Compósitos de PPS/Fibras de Carbono. São Paulo: UNESP, HERTER, Felipe, Fogaça. Desempenho de Compósitos Tri-Componente Epóxi/Fibra de Vidro/Hidróxidos Duplos Lamelares. Porto Alegre: UFRGS, 2010, (Trabalho de diplomação em Engenharia dos Materiais). Faculdade Federal do Rio Grande do Sul, KERSTING, Daniel, Freitas. Avaliação de Resinas Epóxi para Fabricação de Materiais Compósitos pelo Processo de Plutrusão. Dissertação (mestrado em Engenharia das Minas, Metalúrgica e de Materiais), Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, LEBRÃO, Guilherme, WOLF. Fibra de Carbono: Caracterização de Tubo e Adesivo Utilizados em Tubulações de Plástico Reforçado com Fibras de Vidro Aplicados em Plataformas Marítimas. Revista Plásticos do Sul. vol. 18, MARINIER, Fernando; LETA, Fabiana. O Ensino de Corrosão e de Técnicas Anticorrosivas Compatíveis com o Meio Ambiente. Rio de Janeiro: Grupo de estudos sobre ensino tecnológico (GESET), NETO, Flamínio, Levy; PARDINI, Luiz, Claudio. Compósitos Estruturais Ciência e Tecnologia. Brasília: LTDA, PAGANO, Rogério, Luz. Modelagem, Simulação e Otimização de Processos Contínuos de Produção de Materiais Compósitos. Tese (Doutorado em Engenharia Química), Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro, RIBEIRO, Vera; SARMENTO,Robson. Segundo congresso brasileiro de P&D em gás e petróleo: Aplicação de Royalties e qualidade de vida nos municípios da Zona de Produção Principal, Espírito Santo. Ed.2.,