Foi anunciado o vencedor do Prêmio de Artigo Científico da ETSi para o trimestre de janeiro a março de 2024 

O Júri do Prêmio de Artigo Científico do Período da Escola Técnica Superior de Engenharia (ETSi): janeiro-março de 2024, integrado por Emilio Freire Macías, Alfonso Miguel Gañán Calvo, Juana María Mayo Núñez, Consuelo Arahal Junco, Lourdes García Rodríguez e Alejandro Carballar Rincón, após proceder à avaliação dos artigos submetidos ao Prêmio, os membros do Júri trocaram opiniões e concordou em valorizar a alta qualidade de todas as publicações.

Após cuidadosa deliberação, levando em consideração critérios baseados em diversos indicadores bibliométricos, o Júri decidiu, por unanimidade, atribuir o Prêmio ETSi de Artigo Científico do Trimestre: Janeiro-Março de 2024, conjuntamente aos seguintes trabalhos:

“Um formalismo matricial semi-analítico para singularidades de tensão em cantos multimateriais anisotrópicos com condições de contorno e interface friccionais”, Mecânica de Fratura Teórica e Aplicada, vol. 129, fevereiro de 2024, pp. 104160. DOI: 10.1016/j.tafmec.2023.104160, cujos autores são María Ángeles Herrera Garrido, Vladislav Mantič Lescisin e Alberto Barroso Caro.

“Um sistema flexível de armazenamento de energia termoquímica (TCES) de metanol para metano para produção de energia por turbina a gás (GT), Applied Energy, vol. 356, 15 de fevereiro de 2024, pp. Sánchez e Ricardo Chacartegui Ramírez.
 

No trabalho intitulado “Um formalismo matricial semi-analítico para singularidades de tensão em cantos anisotrópicos de múltiplos materiais com condições de contorno e interface friccionais”, descreve-se o desenvolvimento de um código computacional em MATLAB baseado em um procedimento semi-analítico para caracterizar soluções singulares elásticas em cantos anisotrópicos de um único material ou de vários materiais através da expansão da série assintótica.

Esta ferramenta geral é capaz de analisar cantos abertos e fechados (periódicos), compostos por um ou múltiplos materiais com leis constitutivas isotrópicas, transversalmente isotrópicas ou ortotrópicas, abrangendo materiais matematicamente não degenerados e degenerados dentro da estrutura do formalismo de Stroh.

A variabilidade das configurações abrangidas é enorme, pois, além de uma ampla gama de condições de contorno homogêneas ou com atrito, permite a introdução de condições de interface perfeitamente aderidas com deslizamento, com ou sem atrito. No caso de contato com atrito, assume-se a lei de contato com atrito de Coulomb. Um dos aspectos inovadores é que, além do expoente de singularidade λ, o ângulo ω do vetor de tensão tangencial gerado pelo atrito em cada superfície de contato deve ser calculado resolvendo-se um sistema não linear de autovalores, visto que esse valor é desconhecido a priori.

O procedimento baseia-se no formalismo da elasticidade anisotrópica de Stroh, assumindo condições de deformação plana generalizada (2.5D), e no formalismo matricial semi-analítico para matrizes de transferência de cunha e matrizes de condições de contorno e interface. Isso o torna, em primeiro lugar, muito adequado para implementações computacionais; em segundo lugar, muito eficiente, especialmente em casos com várias cunhas homogêneas perfeitamente aderidas; e, em terceiro lugar, muito preciso devido à sua natureza completamente semi-analítica. O código desenvolvido foi verificado resolvendo-se uma ampla variedade de exemplos, comparando os resultados obtidos com aqueles obtidos usando expressões analíticas derivadas anteriormente por outros autores para configurações específicas, confirmando a altíssima precisão do presente código no cálculo de λ e ω. As diferenças observadas em alguns casos com materiais anisotrópicos são explicadas pelo fato de que alguns dos autores anteriores não levaram em consideração a verdadeira lei de atrito de Coulomb 3D. Após uma verificação minuciosa, a ferramenta foi traduzida para Python e agora está acessível à comunidade científica através da aplicação web SingSol em https://www.germus.es/corner-singularity-app/.

O estudo “Um sistema flexível de armazenamento termoquímico de energia (TCES) de metanol para metano para geração de energia em turbinas a gás (TG)” apresenta uma solução inovadora para combater a volatilidade do mercado de gás natural e a crescente implantação de fontes de energia renováveis ​​no setor energético. O sistema proposto utiliza metanol renovável (CH₃OH) em sua etapa intermediária de síntese de gás (CO/H₂) para sua conversão em metano (CH₄), oferecendo estratégias de armazenamento termoquímico (carga/descarga) e a integração de energia solar concentrada. A configuração proposta é altamente flexível e adaptável às indústrias existentes, permitindo a redução da dependência do gás natural importado e sua substituição por metanol verde, sem modificar a infraestrutura industrial.

A fase de carregamento consiste na decomposição térmica do metanol a temperaturas moderadas (abaixo de 350 °C) utilizando catalisadores comerciais de Cu/ZnO. O gás de síntese resultante é comprimido a 40 bar, armazenado e descarregado na fase de metanação, onde o metano é produzido a altas temperaturas (acima de 500 °C) com calor de reação que pode ser aproveitado para geração de energia em outros processos. O metano resultante é utilizado como combustível para turbinas a gás e também pode servir como matéria-prima na indústria química.

As simulações realizadas alcançaram eficiências globais do sistema superiores a 29% e eficiências de ciclo completo de 44%. Através da otimização das condições de reação, obtiveram-se custos nivelados de combustível (LCOF) de €172/MWh e valores futuros de LCOE de €145/MWh, valores atualmente competitivos com outras tecnologias mais consolidadas. Esses resultados fornecem uma estratégia inovadora no campo do armazenamento termoquímico e sua integração em ciclos de turbinas a gás, bem como novas rotas de conversão para metanol verde, um vetor energético em rápido crescimento.