Curso do Cepel vai abordar principais tipos de falhas e técnicas de manutenção de pás de aerogeradores
Devido às condições climáticas do Brasil e ao alto fator de capacidade decorrente da qualidade dos ventos do país, as taxas de falhas em componentes de aerogeradores vêm se apresentando elevadas. Diante deste cenário, o Cepel vai realizar, entre 03 e 05 de setembro, na Unidade Fundão, um curso que visa discutir os conceitos aplicados ao projeto e à fabricação de pás de aerogeradores, os principais tipos de falhas e as técnicas de manutenção deste componente.
O curso conta com apoio da Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica) e será ministrado por especialistas do Cepel, do Cenpes/Petrobras, da Barracuda Advanced Composite, e pelo engenheiro Bento Koike, fundador e ex-CEO da empresa Tecsis, um dos maiores fabricantes mundiais de pás de aerogeradores de grande porte.
De acordo com o pesquisador do Cepel Antonio Carlos de Barros Neiva, que fará uma introdução à aerodinâmica, tudo começa na transformação da energia contida nas massas de ar - que transitam em velocidade na atmosfera - em energia girante de um eixo. "Esta transformação mecânica, do ar em movimento, em energia útil em um eixo, se baseia em princípios que a natureza vem aplicando há milênios para adaptação das espécies aos ambientes, através das superfícies de sustentação, que, muitas vezes, chamamos de asas", comenta o pesquisador.
Neiva vai apresentar um resumo histórico do tema e, em seguida, explicará os conceitos relativos às forças de sustentação e ao arrasto dos perfis aerodinâmicos, assim como sua aplicação em aerofólios rotativos (pás). Serão apresentados, também, a fundamentação teórica, as ferramentas computacionais e alguns exemplos de aplicação, bem como conceitos básicos sobre controle dos aerogeradores, com foco no desempenho aerodinâmico das pás.
O engenheiro Renato Mendes, do Cenpes/Petrobras, é um dos instrutores do curso. O especialista ressalta que a engenharia de confiabilidade é disciplina que acompanha todo empreendimento de grande porte. Sendo assim, segundo ele, os parques eólicos apenas resultarão em retorno para o empreendedor se, para sua gestão, forem aplicadas técnicas baseadas em confiabilidade. "Neste sentido, bancos de dados de operação e manutenção fornecem informações cruciais para medição da confiabilidade e disponibilidade dos aerogeradores, bem como para suporte à sua manutenção", assinala.
De acordo com o engenheiro Jorge Nasseh, CEO da Barracuda Advanced Composites, também instrutor do curso, a decisão de selecionar materiais e processos de construção de aerogeradores deixou de ser um problema simples de engenharia, passando a ser, também, uma questão econômica. "A meta de gerar energia de forma ampla e competitiva tem colocado à prova a tecnologia de fabricação de aerogeradores que concorre com a de outras fontes de energia renovável e não renovável. As empresas que conseguirem inovar e produzir soluções confiáveis, a um custo baixo, terão mais chances de permanecer neste jogo."
No entanto, como assinala Bento Koike, a operação de um parque eólico não é trivial. "A turbina eólica é, hoje, um sistema extremamente complexo. Diversos de seus componentes incorporam alta tecnologia, são sofisticados, sensíveis e de alto valor econômico. Tudo isto para garantir uma longa vida operacional (25 anos ou mais) e, ao mesmo tempo, o baixo custo da energia gerada", afirma. Neste contexto, Koike ressalta que extrair a máxima performance econômica e financeira do parque eólico exige um bom conhecimento dos equipamentos e o uso de métodos robustos que, juntos, otimizem os parâmetros de desempenho, disponibilidade e integridade.
"No caso específico das pás isto é ainda mais crítico. Afinal, elas são os componentes mais importantes para o desempenho eficiente e durável da turbina, estando submetidas a enormes carregamentos operacionais (aerodinâmicos, turbulências do vento, cargas inerciais e cargas dinâmicas) sob a ação contínua de intempéries, como variações extremas de temperatura, sol, chuva, maresia, raios e abrasão de areia", explica. Por isso, segundo o especialista, o conhecimento aprofundado das pás é imprescindível para as decisões de gestão.
Quanto aos impactos relacionados ao uso e à manutenção das pás no resultado financeiro do empreendimento, Koike destaca que uma pá com superfície suja, principalmente na região do bordo de ataque, pode ter seu desempenho reduzido em cerca de 2 a 5%. Se o bordo de ataque estiver erodido, a pá pode perder até 5% de sua eficiência. "Por sua vez, um desalinhamento de ângulo de ataque de 1 grau, entre o valor registrado no controle e o ângulo real, pode trazer reduções na geração da ordem de 5% ou mais. Já uma trinca estrutural na superfície ou nas linhas de colagem, não reparada a tempo, pode provocar a suspensão da operação da turbina por vários dias para reparos extensivos, ou, até mesmo, a retirada da pá da turbina para reparo no solo", complementa.