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Estatística
Título: ESTABILIDADE E DEGRADAÇÃO TÉRMICA DE TUBOS DE POLIETILENO FOTO-RETICULADO PARA APLICAÇÃO EM ARMA ZENAMENTO DE ENERGIA GEOTÉRMICA
Autor: GIULIA SIMAO BARRETO DE SOUSA
Colaborador(es): JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA - Orientador
MIKAEL SKRIFVARS - Coorientador
Catalogação: 03/ABR/2025 Língua(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=69813&idi=1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=69813&idi=2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69813
Resumo:
Este estudo avalia a degradação e a estabilidade de tubos de polietileno reticulado (PEX) projetados para sistemas de armazenamento de energia geotérmica em poços (borehole thermal energy storage- BTES). O foco principal é dado a um novo tipo de tubo PEX, fabricado por meio de um processo de reticulação fotoinduzida (PEX-e). Foram analisadas duas formulações desse material, PEX-e1 e PEX-e2, comparando-as com tubos comerciais de polietileno reticulado por peróxido (PEX-a) e de polietileno bimodal não reticulado (PE100). Na primeira etapa, os tubos foram caracterizados em sua condição como recebidos, a fim de investigar a morfologia e as propriedades após o processamento. O grau de reticulação foi avaliado por meio do teor de gel, enquanto a densidade de reticulação foi determinada utilizando análise mecânica dinâmica (DMA). A composição das fases e a mobilidade molecular foram examinadas por ressonância magnética nuclear (RMN) de prótons e calorimetria exploratória diferencial (DSC), enquanto a estabilidade oxidativa foi medida pelo tempo de indução de oxidação (OIT). Ambas as formulações PEX-e apresentaram elevado grau de reticulação e altos valores de OIT. Na segunda etapa, foi feita uma análise detalhada do envelhecimento de longo prazo. Para isso, os tubos foram submetidos a imersão em água na temperatura de serviço dos sistemas por 210 dias. Alterações nas propriedades foram monitoradas por técnicas como espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), RMN de prótons e carbono-13, colorimetria e DMA. Os resultados indicaram que o envelhecimento físico predominou nos primeiros 30 dias, enquanto, ao longo do tempo, a cisão de cadeias tornou-se o principal mecanismo de degradação. Apesar dos altos níveis iniciais de OIT, ambos os tubos PEX-e apresentaram declínio acelerado de antioxidantes após exposição prolongada. Esses achados ressaltam a necessidade de otimização das formulações PEX-e para melhorar sua estabilidade e durabilidade em aplicações BTES de alta temperatura.
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