Avaliação do desempenho estrutural de materiais alternativos na produção de pás de turbinas eólicas
Resumo
As turbinas eólicas muito evoluíram nos últimos anos dado o crescente sistema de energia
verde, destacada pela redução do custo de energia. Apesar de serem uma das tecnolo gias mais sustentáveis para a produção de eletricidade, os aerogeradores apresentam uma
lacuna em seu ciclo de vida quando analisado os impactos ambientais, no descomissio namento. Atualmente, a concepção das turbinas não prevê uma recuperação em termos
de estruturas, o que acarreta em incertezas do reuso ou descarte adequado após o fim
de sua vida útil. Ao tratar particularmente cada componente de uma turbina eólica, as pás
se destoam perante os demais elementos constituintes, haja vista que o material compó sito de fibra de vidro e resina termo rígida, amplamente utilizado na industria energética,
apresentar um empecilho quanto à reciclagem e reutilização. Mesmo havendo algumas al ternativas para o manejo das pás no descomissionamento, nenhuma delas é considerada
economicamente viável ou ideal dentro do cenário eólico em crescente evolução, com pás
cada vez maiores, gerando assim um volume de descarte cada vez maior. Destarte, o pre sente trabalho busca avaliar materiais alternativos para a fabricação das pás, mantendo
suas características em rigidez máxima e peso mínimo; dentre eles, são explorados as
fibras naturais – de linho e cânhamo – e uma resina termoplástica, Elium. Os materiais
são aplicados a uma pá de um modelo de turbina comercial, implementado em software
CAE. O carregamento estático aplicado à pá é extraído por meio computacional e, então,
aplicados ao modelo EF a fim de analisar a aplicabilidade de cada material estudado. Os
diferentes materiais estudados são comparados com o comportamento do material de re ferência – fibra de vidro e resina epóxi. Em suma, o peso total das pás em compósitos
alternativos é reduzido, ao contrário do deslocamento na ponta da pá, que demonstra um
aumento significativo para a pá em resina Elium e, para as fibras alternativas, extrapola o
admissível. Quanto as tensões, em todos os casos investigados, demonstram-se valores
razoáveis quando comparadas a outros estudos em pás eólicas. Apesar de escasso em
informações passíveis de reprodução quanto as características geométricas da pá e me cânica dos materiais, o estudo demonstra que há uma possibilidade plausível de melhor
investigar materiais biodegradáveis e/ou com alta reciclabilidade em circunstâncias mais
críticas e análises completas, para em um futuro próximo poder projetar um aerogerador
que faça com que a energia eólica seja considerada de fato limpa em todo o seu ciclo.
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