COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE TORRES DE AÇO PARA SUPORTE DE TURBINAS EÓLICAS

O aumento do consumo de energia para atender às necessidades da população e das indústrias, traz a tona um problema relevante que refere-se ao esgotamento das fontes de energia atuais, o que evidencia a necessidade de investir-se em pesquisas que busquem aprimorar fontes de energia renovável e estudos que apontem para novas formas de capitação de energia. Uma das alternativas de contornar este problema tem sido a utilização da energia oriunda da ação do vento. A transformação da força do vento em energia elétrica é realizada através de torres de aço com turbina eólica. A presente dissertação, visando acrescentar informações no meio técnico-científico sobre o comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas, analisou uma torre modelo MM-92 da Repower. Inicialmente, foi apresentada uma sugestão para o dimensionamento de uma torre eólica baseada nos preceitos do Eurocode. No que tange a análise numérica desenvolvida neste trabalho, foi elaborado um modelo de elementos finitos baseado na plataforma ANSYS capaz de reproduzir com fidelidade o comportamento da torre eólica submetida ao carregamento produzido pelo vento atuando sobre as pás da hélice da estrutura. O modelo numérico estudado é constituído por elementos finitos de casca e considera os efeitos das não-linearidades geométrica e do material. Também foi desenvolvida neste trabalho uma análise dinâmica com o objetivo de serem avaliadas as freqüências naturais e os modos de vibração do modelo investigado. A resposta dinâmica da torre também foi obtida e analisada numericamente no domínio do tempo. Os resultados obtidos na análise dinâmica da estrutura foram calibrados com resultados experimentais e evidenciam a relevância da consideração dos efeitos dinâmicos no projeto das torres eólicas. A análise não-linear efetuada permitiu verificar o fenômeno de flambagem local na parede da torre sujeita a compressão, que deve ser levado em consideração durante a execução do projeto da estrutura.