854 PROJETO DE ESTUDO DE REDUÇÃO DE ARRASTO EM ESCOAMENTOS MULTIFÁSICOS TURBULENTOS
A Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), com apoio da Fundação Espírito-Santense de Tecnologia (FEST), sob a Coordenação: Prof. Dr. Edson José Soares, do Departamento de Engenharia Mecânica do Centro Tecnológico (CT), desenvolveu um projeto que tem como objetivo principal estudar a redução de arrasto por aditivos poliméricos em escoamentos turbulentos multifásicos, compostos por água, óleo e gás. Para isso, será utilizada uma bancada experimental composta por um sistema de tubos, visando à aplicação em processos de elevação e transporte de óleo. Serão investigados diversos aditivos específicos tanto para água quanto para óleo, que serão injetados na mistura.
A redução de arrasto em escoamentos turbulentos é um tema de grande relevância para diversas aplicações industriais, sendo investigado por pesquisadores ao redor do mundo nos últimos setenta anos. No Brasil, entretanto, o estudo desse fenômeno ainda é embrionário. Entre as diversas aplicações da redução de arrasto, destaca-se o transporte de petróleo e derivados em dutos. Um exemplo notável é a Trans-Alaska Pipeline, que utiliza aditivos redutores de arrasto para obter uma redução de 40% na perda de carga ao longo de seus 1.300 km de oleoduto. Outras aplicações incluem drenagem de água de chuva, circuitos de resfriamento e aquecimento industriais, e combate a incêndios.
O fenômeno de redução de arrasto por aditivos foi primeiramente reportado por Toms (1948) durante o Congress of Rheology, ao analisar escoamentos em tubos retos com altas vazões na presença de polímeros. Virk (1975) realizou uma revisão abrangente sobre o tema, abordando os fundamentos físicos do fenômeno e introduzindo a “lei de Virk”, que descreve a máxima possível redução de arrasto em escoamentos turbulentos com aditivos poliméricos. Recentemente, Soares et al. (2015) estudaram escoamentos turbulentos em tubos com soluções de Poliacrilamida em água, observando quedas de 70% na perda de carga.
Estudos adicionais, como os de Gyr e Tsinober (1997), investigaram a alteração da viscosidade das soluções em escoamentos turbulentos. Hoyer e Gyr (1996) analisaram a redução heterogênea de perda de carga por injeção de aditivos no centro do duto, comparando-a com a redução homogênea obtida pela mistura prévia do aditivo no solvente.
A literatura científica revela que muitos aspectos da redução de arrasto por aditivos ainda precisam ser compreendidos plenamente, especialmente em escoamentos multifásicos (água-óleo), que são o foco principal deste projeto. A redução de arrasto tem implicações significativas na eficiência energética e operacional em diversas indústrias, além de apresentar desafios científicos intrigantes, como a degradação mecânica dos aditivos em condições de alta turbulência.
O projeto coordenado pelo Prof. Dr. Edson busca avançar o conhecimento sobre a redução de arrasto em escoamentos multifásicos turbulentos, com o potencial de desenvolver tecnologias inovadoras para a indústria de petróleo e outras áreas. Com o apoio da FEST, este estudo representa um passo importante para consolidar a pesquisa sobre o tema no Brasil, contribuindo para a aplicação prática e a sustentabilidade industrial.
Texto: Vanessa Pianca
Projeto 854