SIMULAÇÃO DE VASOS DE PRESSÃO PARA ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO VERDE (H2) UTILIZANDO ELEMENTOS FINITOS
Hidrogênio verde, transição energética, vasos de pressão Tipo IV, materiais compósitos, elementos finitos, sustentabilidade.
Este trabalho investiga o desenvolvimento e a simulação de vasos de pressão do Tipo IV, projetados para o armazenamento eficiente de hidrogênio verde (H₂), utilizando elementos finitos. O hidrogênio verde, produzido exclusivamente a partir de fontes renováveis, destaca-se como um vetor energético essencial na transição para uma matriz energética sustentável, por apresentar zero emissões de carbono ao ser utilizado. Apesar de seu elevado potencial energético por massa, o armazenamento e transporte do H₂ enfrentam desafios técnicos, especialmente devido à sua baixa densidade volumétrica, que exige tecnologias avançadas como compressão em alta pressão ou liquefação, ambas associadas a custos elevados.
O estudo foca nos vasos de pressão Tipo IV, que são fabricados com materiais compósitos e oferecem vantagens em relação aos recipientes tradicionais de aço, incluindo maior resistência, menor peso e melhor desempenho em aplicações de alta pressão. A pesquisa utiliza o software Ansys ACP® e Mechanical para realizar modelagem tridimensional e simulação numérica, analisando diferentes cenários de pressão e configurações de materiais. O objetivo é entender como a disposição das fibras e os ângulos de enrolamento dos compósitos afetam a resistência estrutural e a segurança dos recipientes, contribuindo para a otimização de seu design.
A metodologia inclui uma revisão bibliográfica abrangente para identificar lacunas no conhecimento sobre o uso de compósitos em sistemas de armazenamento, a especificação dos materiais a serem utilizados, a construção de modelos computacionais detalhados e a análise dos resultados com base em dados disponíveis na literatura. Além disso, o trabalho aborda os critérios de falha aplicáveis a vasos de pressão e busca validar os modelos numéricos desenvolvidos por meio de comparações com estudos anteriores.
A pesquisa também ressalta a importância estratégica do armazenamento eficiente de hidrogênio verde no contexto da transição energética global. Isso inclui sua aplicação no aproveitamento sazonal de fontes renováveis, como solar e eólica, e sua relevância para a exportação de energia renovável em larga escala. Ao promover soluções para desafios técnicos e econômicos, o estudo contribui para acelerar a adoção do hidrogênio verde como alternativa viável e sustentável aos combustíveis fósseis.