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Publicado em 26 de setembro de 2019 por Mecânica de Comunicação

Comportamento dinâmico de aerogeradores está sujeito a vibrações e fatores ambientais

A energia eólica no Brasil é uma fonte renovável com grande potencial de aplicação e apresentou rápido crescimento em todo o mundo, devido à alta eficiência e os custos de geração.  Para que seja empregada com cada vez mais frequência, é recomendável conhecer todas as facetas de tal tecnologia. Um dos vários pontos a ser explorado é o comportamento dinâmico da ação do vento em torres de aerogeradores, caracterizadas por uma forma esbelta com a massa concentrada no topo da estrutura. Além disso, também é importante considerar os fatores ambientais aos quais os parques eólicos estão submetidos.   

A instalação de turbinas eólicas é possível apenas se na área onde serão posicionadas os ventos atinjam pelo menos 3,6 m/s, num regime mais regular e permanente possível. Apesar de o vento ser o fator predominante para a instalação de parques eólicos, o solo pode gerar uma grande melhoria para o desempenho da máquina; quanto mais próximo a nacela - compartimento instalado no alto da torre dos aerogeradores que abriga todos os componentes essenciais para a produção de energia - estiver do solo, menor será a velocidade do vento. A altura é medida levando em consideração o fator de rugosidade do solo, ou seja, terrenos sem vegetação, gramados ou cultivados, e até uma área com muitas árvores ou edificações, terão desempenhos diferentes entre si.        

Além de investigar os fatores ambientais, uma pesquisa acadêmica publicada no ano passado investigou o comportamento dinâmico das torres por meio da instalação de acelerômetros na estrutura. Foi considerado que em toda a vida útil da turbina eólica a torre suporta vibrações operacionais; o rotor e a frequência de passagem da pá aumentam as forças que atuam sobre a torre, podendo conduzir a um nível perigoso na integridade estrutural. Por isso, o controle de vibração é uma técnica capaz de otimizar a eficiência tecnológica do equipamento. Para conhecer os padrões vibracionais é preciso realizar uma análise modal das estruturas, medida cada vez mais recorrente devido à crescente utilização de softwares e outros recursos digitais. Uma vez conhecido o comportamento das vibrações e sua influência na estrutura, é possível instalar dispositivos de amortecimento, já usados em outros tipos de construção. Por fim, a pesquisa recomenda, além dos acelerômetros, o uso de modelos do tipo deslocamento Transformados Diferencial de Variação Linear (LVDT, na sigla em inglês), pois tal técnica tem elevadas características de metrologia, isso é, engloba todos os aspectos teóricos e práticos da medição, qualquer que seja a incerteza e o campo de aplicação. 

A pesquisa completa, Comportamento Dinâmico em Torres de Aerogeradores, foi aprovada como dissertação de mestrado pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). A autoria é de Andressa Jales de Souza com orientação de Cleiton Barbosa. 

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