Projeto estrutural de um molde briquetador

• Autor(a) principal: Esteves, Saulo Henrique dos Santos
• Data de Publicação: 2016
• Outros Autores: Nunes, João Vitor da Silveira, Andrade, Emanuel David Vasconcelos de, Rios, Maria Alexsandra de Sousa
• Tipo de documento: Artigo de conferência
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
• Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72685
• topic: Briquete; Biocombustíveis; Energias Renováveis

O planeta vem passando por um aumento de sua temperatura média, provocado pelo efeito estufa. Em virtude desse fenômeno, cresce a preocupação com o dano ambiental já gerado e há uma maior coordenação internacional de ações e monitoramento das emissões de carbono. A flora contribui para o sequestro desse elemento, pois, em sua formação, os vegetais são constituídos majoritariamente dele e também precisam absorver gás carbônico no processo de fotossíntese. As briquetadeiras são uma importante tecnologia para a produção de biocombustíveis sólidos a partir de rejeitos de biomassa de origem vegetal, evitando o uso de carvão vegetal e o desmatamento provocado. Objetivou-se projetar e dimensionar estruturalmente um molde briquetador de uma prensa em escala de bancada. A técnica utilizada nesse processo foi a análise estática computacional. Foi aplicado o programa de desenho assistido por computador – CAD tridimensional Solidworks. Inicialmente, o molde foi desenhado por meio da modelagem 3D. Em seguida foram analisadas estaticamente diversas dimensões e materiais para os elementos do molde. Essas análises foram feitas no módulo de simulação do programa usado. As variáveis de entrada analisadas foram: diâmetro externo do molde, formato e tamanho dos entalhes para o escape de gases gerados no processo, tamanho do briquete a ser produzido, força aplicada na compressão da matéria orgânica, dimensão da malha de simulação e limite de escoamento do material a ser aplicado. A variável de saída buscada era a tensão de Von Mises sobre o material. Esta era comparada com a tensão de escoamento, sendo considerado aceitável quando o material não deformava em sua zona plástica. Por fim, era calculado o fator de segurança. A configuração selecionada foi o material de aço 1045, limite de escoamento de 530 MPa, diâmetro externo da barra de 63 mm, diâmetro e altura do briquete de 25mm x 100 mm, força de formação de 15 toneladas e malha de simulação de 3 mm. A tensão de Von Mises encontrada foi de 246,9 MPa, gerando um fator de segurança de 2,146. Algumas simulações geraram deformações permanentes e foram sumariamente rejeitadas. Outras configurações permaneceram dentro da zona elástica, contudo, também foram rejeitadas, pois precisariam de diâmetros muito grandes, tornando desinteressante sua relação de custo/benefício. Um caso significativo foi uma barra de 2” (50mm) com os outros parâmetros iguais aos da barra selecionada para o projeto. Apesar de ter um fator de segurança maior que 1 (1,786) e ser mais barato, o molde poderia fragilizar-se em virtude da concentração de tensão provocada pelos entalhes, tendo sido rejeitado em função deste risco. A metodologia utilizada e os resultados gerados permitiram dimensionar adequadamente o molde briquetador por meio da simulação computacional de análise estática, evidenciando a importância dessa ferramenta para o projeto de outros sistemas de energias renováveis relacionados à biomassa sólida.