Controle passivo de vibrações em torres tubulares de aço para aerogeradores de eixo horizontal.

Abstract

Em face dos prognósticos ambientais, a geração energética mundial direciona-se para o uso de fontes limpas dentre as quais: a energia eólica. O Brasil apresenta destaque na produção de energia eólica mundial. Em Pernambuco não é diferente, o estado detém de um altíssimo potencial eólico com uma grande capacidade instalável. Com intuito de captar maiores velocidades de vento os aerogeradores apresentam-se cada vez maiores, atrelado a isto as torres de sustentação aos aerogeradores possuem um acentuado índice de esbeltez que as torna susceptível a vibrações dado, também, o carregamento dinâmico ao qual a estrutura está submetida. Desta forma, este trabalho tem como objetivo propor um amortecedor de massa sintonizada (AMS) de controle de vibrações à torre. Para tanto, a torre foi modelada com elementos finitos de barra (implementação com código próprio) para obtenção de suas características dinâmicas e da resposta da torre frente à ação dinâmica harmônica com magnitude comparável à ação do vento. Os principais parâmetros do AMS foram propostos para controlar os dois primeiros modos de vibração da torre segundo a teoria de Den Hartog. Os deslocamentos do topo da torre do conjunto torre-absorvedor, obtidos através da resolução da equação de movimento escrita no espaço de estados, apresentaram reduções significativas em relação aos deslocamentos do topo da torre sem controle, quando submetida à ação harmônica, permanente e transiente, ressonante ao primeiro modo de vibração da torre sem absorvedor: 95,72% de redução para o valor máximo e 93,87% de redução para o valor eficaz na excitação harmônica permanente, já na excitação transiente: 67,53% de redução para o valor máximo e 58,96% de redução para o valor eficaz.