Avaliação do sistema tribológico atuante em pás de turbina dos conversores de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante (Central de Ondas do Pico – Açores)

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Bruschi, Diogo Lino
• Orientador(a): Fernandes, João Carlos Salvador, Bergmann, Carlos Perez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Turbinas; Tribologia; Ensaios de desgaste; Resistência dos materiais; Energia das ondas
• Palavras-chave em Inglês: Wave energy; Corrosion; Erosion; Oscillating water column; Tribology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/219163

Este trabalho buscou investigar os fenômenos tribológicos atuantes no processo de desgaste das pás da turbina da Central de Ondas do Pico (COP). A análise do material da turbina evidenciou uma preocupação inicial de resistência a esforços mecânicos e químicos, devido a sua proximidade à atmosfera marítima. No entanto, o desgaste acentuado da turbina, durante seu funcionamento, despertou a investigação sobre um possível mecanismo de desgaste erosivo. A compreensão fenomenológica sobre os mecanismos atuantes no processo de desgaste foi obtida através de ensaios erosivos-corrosivos. Os ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), em amostras de alumínio com e sem desgaste superficial, evidenciaram que as elevadas propriedades de resistência à corrosão são perdidas em superfície com rugosidade, resultante de desgaste erosivo. Um revestimento por aspersão térmica, do tipo High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) à base de WC-CoCr passou pelos mesmos ensaios de EIE, com e sem desgaste superficial, tendo sido observado que a propriedade de resistência à corrosão foi pouco afetada pela erosão. Os ensaios erosivos, utilizando solução salina 3,5% NaCl, areia calibrada e uma mistura de ambos, mostraram que há diferenças de desgaste em função do tipo de erodente atuante sobre a superfície dos corpos-de-prova. A utilização de ar com solução salina mostrou-se dependente da velocidade de impacto com que as gotas atingem a superfície do material alvo. Já com a utilização do particulado sólido outras variáveis ganharam importância maior, tais como dureza, quantidade de erodente utilizada, granulometria e ângulo de impacto. As análises de erosão-corrosão sobre materiais com e sem desgaste mecânico, indicaram que a colisão, principalmente do particulado sólido, rompe a fina camada de óxido, causando uma microfissura que promove um caminho de aceleração do desgaste químico por corrosão por pite, cujo fenômeno resulta em um sinergismo, onde a erosão-corrosão oferece taxas de degradação superiores as de ações desses mesmos mecanismos atuando isoladamente. A partir dos resultados obtidos, contribui-se com os requisitos das propriedades de materiais para fabricação das turbinas de conversores do tipo Coluna de Água Oscilante (OWC – Oscillating Water Column), pois a durabilidade, a eficiência e a vida útil dos materiais utilizados nessas turbinas são fatores relevantes para o avanço da geração de eletricidade por uso da energia das ondas.