Fundações de Torres Eólicas – Estudo de Caso

Patrícia Faria, PhD

Marcos Noronha, Prof. Dr.

Mapa da Energia Eólica no Brasil

450 projetos

Portfolio de Projetos habilitados tecnicamente (EPE)

Fonte: epe.gov.br

450 projetos12 mil MW150 projetos

4,3 mil MW

Matriz Eólica

Evolução da capacidade instalada por fonte de geração

Fonte: epe.gov.br

Plano Decenal de Expansão de Energia

Ministério de Minas e EnergiaSecretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético

Fabricantes de aerogeradores

Capacidade InstaladaMW

Fonte: eliane@pea.usp.br

BRASILWobben Windpower – Sorocaba (SP), Pecém (CE)Impsa – Guararapes (PE)

Evolução HistóricaEvolução Histórica

Evolução Histórica

Turbinas de eixo horizontal

Fonte: eliane@pea.usp.br

Evolução Histórica

Turbinas de eixo vertical

Fonte: eliane@pea.usp.br

Torre como suporte estrutural

Fonte: eliane@pea.usp.br

Treliçada Estaiada Tubular

Torre treliçada

Aerogerador

Aerogerador

Energia Eólica e o Meio Ambiente

Energia Eólica e o Meio Ambiente

Aspectos favoráveis

• Não emite gases poluentes• Não produz lixo radioativo• Não usa água como elemento motriz• Pouca utilização da área

Aspectos desfavoráveis

• Impacto visual• Emissão de ruído• Impacto sobre a fauna• Interferência eletromagnética• Impacto sobre o uso da terra

Fonte: eliane@pea.usp.br

Energia Eólica e o Meio Ambiente

Usinas Eólicas - RS

Projeto de Fundação de Torres Eólicas

Distribuição das Estacas

Base e reaterro

Foundation Data Sheet

Load Cases

Cálculo de Fadiga

Caso em Estudo - RS

Caso em Estudo

30 estacas20 estacas inclinadas para fora 4:5:1

10 estacas inclinadas para dentro 7:1

Especificações das emendas e soldas nas estacas

Fundações Profundas

Estacas de concreto

Análise Numérica – FEM

Midas GTS

Midas - GTS

Análise Numérica – FEM

ELU- estabilidade, tensão, resistência do concreto, aço e solda e ligação com as estacas e capacidade de suporte do solo.

ELS – utilização da estrutura: recalques totais, diferenciais, rigidez ELS – utilização da estrutura: recalques totais, diferenciais, rigidez da estrutura, rigidez do conjunto para evitar oscilações dinâmicas (rocking), controle tecnológico do concreto, abertura de fissuras, durabilidade, classificação da agressividade do sítio

ELF – cálculo do dano acumulado no concreto, aço e solda.

Caso em Estudo

Midas GTS

Caso em Estudo

Recalques nas bases

Norma Brasileira de Fundações

• Probabilidade de ruína, Aoki, 2010

• Índice de Confiabilidade, Aoki, 2010

• ABMS - Comissão Técnica de Riscos, 2013

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

Sendo: Resistência Lateral

Resistência de Ponta

INCÓGNITAS

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

As incógnitas correlacionadas com Ensaios de Penetração Estática CPT:

Resistência de ponta do cone

Fator de correção

Atrito Lateral Unitário na luva

Fator de correção

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

As incógnitas correlacionadas com Ensaios de Penetração Estática CPT:

Índice de Resistência à Penetração na cota de apoio da estaca

Fator de correção

Índice de Resistência à Penetração médio em camada de solo

Fator de correção

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

Dimensionamento deDimensionamento deestacas de concreto

Cálculo de RecalqueCálculo de Recalque

Método Aoki

Nega e Repique

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Faz-se através do monitoramento da cravação utilizando a

prova de carga dinâmica.

PDA = Pile Driving Analyser

Transdutores de

deformação e

acelerômetros

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

CAPWAP SUMARY RESULTS

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

CASE METHOD

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Carregamentos:

• Rápido• Lento• Lento• Misto• Cíclico, lento ou rápido

As built e comprimento das estacas

Obrigada pela atenção !