Análise do comportamento estrutural e geotécnico de estruturas em casca cônica empregadas como fundação para aerogeradores onshore
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Data
2021
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
A energia eólica vem ganhando cada vez mais relevância como uma das principais
alternativas de energia renovável. Entretanto, um dos principais desafios na
construção de aerogeradores é um projeto de fundação que, além de satisfazer as
exigências estruturais e geotécnicas exigidas, seja economicamente viável. As estruturas
em casca, pouco exploradas como fundações de aerogeradores, podem se
apresentar como alternativa estrutural e economicamente mais eficiente que as
estruturas planas. O presente estudo tem como objetivo analisar o comportamento
estrutural e geotécnico de cascas cônicas empregadas como fundações em
aerogeradores onshore, por meio de análises numéricas utilizando o software
SAP2000, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). Para tal análise realizouse um estudo de caso em um parque eólico localizado em Campo Formoso – BA e
foram desenvolvidos 4 modelos numéricos: (i) sapata plana convencional, adotada no
estudo de caso; (ii) fundação em casca cônica nervurada (hcasca=1,00m); (iii) radier
nervurado plano (hcasca=0); e (iv) fundação em casca cônica nervurada (hcasca=2,00m).
As fundações em casca cônica nervurada atenderam às verificações de capacidade
de carga, tombamento, rigidez rotacional, deslizamento, deslocamentos e distorções,
apresentando melhores resultados em comparação à sapata plana convencional
adotada no estudo de caso. O radier nervurado plano (hcasca=0) não atendeu às
verificações de capacidade de carga, tombamento e recalque, indicando que a
inclinação contribui no comportamento geotécnico das fundações em casca
propostas. Quanto à análise de tensões, as fundações em casca apresentaram
maiores tensões de tração e compressão em comparação à sapata plana
convencional devido, principalmente, a implementação das nervuras. A fundação em
casca cônica nervurada (hcasca=1,00m) apresentou melhores resultados em relação
às demais estrutura em casca analisadas no presente estudo, apresentando baixa
variabilidade de tensões de tração e compressão em comparação à sapata plana
convencional, além de uma redução do volume de concreto em até 30%, validando o
potencial de economia das fundações em casca, bem como a usabilidade de
fundações em casca para aerogeradores onshore.
Descrição
Palavras-chave
Aerogeradores, Análise estrutural (Engenharia), Método dos elementos finitos, Engenharia Geotécnica