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Resistência e durabilidade pautam a construção de torres eólicas

Aerogeradores precisam suportar cargas estáticas e dinâmicas elevadas. Saiba mais sobre essas construções cada vez mais comuns no Brasil

Publicado em: 01/10/2020

Texto: Juliana Nakamura

parques eolicos
Espera-se que até 2024 o Brasil seja capaz de produzir 24,2 GW de energia a partir de parques eólicos (foto: shutterstock/fotostokers)

Com capacidade instalada de 16 GW e 637 parques em operação distribuídos por 12 estados, a energia eólica é uma matriz energética em franca expansão no Brasil. A expectativa é a de que, até 2024, essa fonte atinja 24,2 GW de capacidade instalada, considerando leilões já realizados e contratos firmados no mercado livre. Os dados são da Associação Brasileira de Energia Eólica.

Para viabilizar a captação da energia dos ventos, os aerogeradores são elementos fundamentais. Divididos em três partes principais – aerogerador (turbina eólica), torre, e bloco de fundação – esses equipamentos são integrados ao eixo de um cata-vento e convertem energia cinética em elétrica.

OBRAS ESPECIAIS

A construção de parques eólicos possui uma série de particularidades. A começar pelo fato de os aerogeradores serem fornecidos por fabricantes estrangeiros, que impõem requisitos específicos a serem atendidos, inclusive com relação à elaboração dos projetos de fundação e estruturas.

"Como a exploração da energia eólica é relativamente recente, não há normalização nacional ou procedimentos técnicos consolidados. Por isso, a experiência de agências reguladoras e as práticas dos países de origem dos equipamentos servem de referência para o que se faz por aqui”, comenta o engenheiro geotécnico Jarbas Milititsky.

Há, ainda, especificidades estruturais. Com pás de até 75 m de raio, as torres de aerogeradores podem atingir até 150 m de altura para aproveitar, ao máximo, a força dos ventos. Além disso, devem apresentar vida útil mínima de vinte anos ou 175 mil horas de operação, com a possibilidade de serem recicladas posteriormente.

“Essas construções não são projetadas e construídas apenas com foco na segurança contra a ruptura. Elas também precisam atender a requisitos rigorosos de rigidez, uma vez que isso influi no desempenho da estrutura e na operação das turbinas”, afirma Milititsky.

INVESTIGAÇÃO DO SOLO

Durante o projeto e a construção de torres eólicas, a etapa de fundações está entre as de maior criticidade. Antes de definir o método de execução, é necessária uma investigação geotécnica do local onde será instalado o bloco para garantir que não haja solos problemáticos (expansivos, colapsíveis, cársticos). Da mesma forma, é imprescindível um estudo minucioso das cargas incidentes, incluindo as cargas dinâmicas provenientes das operações das turbinas e dos ventos.

Segundo Jarbas Milititsky, a solução tecnicamente adequada e segura para as fundações de torres depende fundamentalmente do conhecimento do subsolo sobre o qual estes elementos estarão apoiados. “Ocorre que, por uma restrição de prazos e de custos, essa investigação muitas vezes é limitada e insuficiente para prover soluções seguras. Isso é um problema”, lamenta o especialista.

EM BUSCA DA SOLUÇÃO IDEAL

Há uma série de fatores que impactam a escolha do método de fundação de torres eólicas. Entre eles, destacam-se a localização das estruturas, a magnitude das cargas, as condições do subsolo, os custos relativos, as práticas construtivas regionais, e a disponibilidade de equipamentos.

"Mais recentemente temos notado uma demanda dos contratantes por soluções construtivas que minimizem o trabalho executivo das bases, proporcionando mais rapidez e assertividade", revela o engenheiro George Magalhães Maranhão, projetista de estruturas e fundações.

Por conta de sua simplicidade e do custo mais competitivo, o primeiro sistema cogitado para apoiar as torres de energia eólica é a fundação direta. Nos casos em que as condições do projeto não permitem essa solução, recorre-se às fundações diretas com tirantes e à construção de bases com estacas verticais ou inclinadas.

Alguns fabricantes de turbinas eólicas exigem o uso de estacas inclinadas compulsoriamente para eliminar deslocamentos horizontais. “Mas independentemente do método utilizado, o ideal é que todas as fundações de um parque sejam idênticas, facilitando e agilizando a execução”, comenta Milititsky, lembrando que cada parque eólico costuma ter de 30 a 140 torres.

Os engenheiros George Maranhão e Jarbas Milititsky, participaram do Web Seminário “Tecnologia e Construção: Fundações de torres eólicas”, em agosto de 2020. O evento, realizado pelo AECweb, teve patrocínio da Gerdau. Clique aqui para conferir as apresentações na íntegra.

Leia também: Estacas de aço são alternativa para obras que demandam velocidade

Colaboração técnica

George Magalhães Maranhão – Diretor técnico da George Maranhão Engenharia e Consultoria Estrutural, é engenheiro civil formado pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) com mestrado em engenharia de estruturas pela Universidade de São Paulo.
Jarbas Milititsky – Diretor da Milititsky Consultoria Geotécnica, foi presidente da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos) e vice-presidente para a América do Sul da International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. É autor do livro Grandes Escavações em Perímetro Urbano (Oficina de Textos), entre outras publicações.