Dimensionamento da geometria em casca de uma torre tubular de aço para aerogerador de eixo horizontal.

Abstract

Tendo como objetivo em atender a demanda do consumo de energia da população que vem aumentando nos últimos anos e as indústrias em geral, em conjunto com a atual preocupação relacionados aos impactos ambientais provocados por diversas matrizes energéticas e ao esgotamento das principais fontes de geração de energia que existem atualmente, o uso de fontes renováveis vem ganhando força nos últimos anos, evidenciando a necessidade de investimento em pesquisas que busquem aperfeiçoar essas fontes, objetivando as novas formas de captação de energia. Uma das soluções para que sejam contornados esses problemas é a utilização da energia oriunda da ação do vento. Atualmente, o Brasil ocupa a 5ª posição em potência instalada no ranking dos países produtores de energia elétrica a partir de aerogeradores. Em Pernambuco, a produção de energia eólica teve uma grande relevância nos últimos anos, fazendo com que o estado ocupasse a 6ª posição entre os estados brasileiros na capacidade de potência instalada. Esse aumento na instalação de torres aerogeradores foi ocasionado devido aos problemas de estiagem que afetam diretamente as usinas hidroelétricas que operam abaixo do esperado nesse período. Para aumentar a quantidade de potência gerada, é necessário a utilização de torres cada vez mais altas em busca de ventos mais fortes, acentuando a sua importância como elemento estrutural do sistema. Neste contexto, este trabalho visa formular um modelo de um projeto de torres tubulares de aço, para aerogeradores eólicos. Buscando a segurança estrutural segundo as normas Europeias, estabelecem as variáveis de projeto que definem a estrutura, em que se encontram as espessuras da parede da torre ao longo de sua altura. Na torre tronco-cônica o diâmetro da seção é variável. O material utilizado para a construção da torre são os aços laminados a quentes, tendo como característica as baixas concentrações de carbono. O carregamento exercido pelo vento nas pás é determinado de acordo com as velocidades efetivas na altura do cubo, sendo combinadas nos modos operacionais da torre e levando em consideração as condições externas. As restrições de projeto estão relacionadas ao comportamento estrutural, levando em consideração a rigidez, resistência e estabilidade de acordo com as recomendações das normas Europeias, além do processo de fabricação e transporte. Para a verificação das tensões, foram implementados códigos no software MATHCAD 15. As respostas das interações são realizadas seguindo os critérios propostos por normas e o esboço do projeto é realizado nas condições do dimensionamento do projeto.