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Fundações de Torres Eólicas – Estudo de Caso Patrícia Faria, PhD Marcos Noronha, Prof. Dr.

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Page 1: Wind farm foundation

Fundações de Torres Eólicas – Estudo de Caso

Patrícia Faria, PhD

Marcos Noronha, Prof. Dr.

Page 2: Wind farm foundation

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

Page 3: Wind farm foundation

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

Page 4: Wind farm foundation

Fabricantes de aerogeradores

Capacidade InstaladaMW

Fonte: [email protected]

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

Page 5: Wind farm foundation

Evolução HistóricaEvolução Histórica

Page 6: Wind farm foundation

Evolução Histórica

Turbinas de eixo horizontal

Fonte: [email protected]

Page 7: Wind farm foundation

Evolução Histórica

Turbinas de eixo vertical

Fonte: [email protected]

Page 8: Wind farm foundation

Torre como suporte estrutural

Fonte: [email protected]

Treliçada Estaiada Tubular

Page 9: Wind farm foundation

Torre treliçada

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Aerogerador

Page 11: Wind farm foundation

Aerogerador

Page 12: Wind farm foundation

Energia Eólica e o Meio Ambiente

Page 13: Wind farm foundation

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: [email protected]

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Energia Eólica e o Meio Ambiente

Page 15: Wind farm foundation

Usinas Eólicas - RS

Page 16: Wind farm foundation

Projeto de Fundação de Torres Eólicas

Page 17: Wind farm foundation

Distribuição das Estacas

Page 18: Wind farm foundation

Base e reaterro

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Foundation Data Sheet

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Load Cases

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Cálculo de Fadiga

Page 22: Wind farm foundation

Caso em Estudo - RS

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Caso em Estudo

30 estacas20 estacas inclinadas para fora 4:5:1

10 estacas inclinadas para dentro 7:1

Page 24: Wind farm foundation

Especificações das emendas e soldas nas estacas

Page 25: Wind farm foundation

Fundações Profundas

Estacas de concreto

Page 26: Wind farm foundation

Análise Numérica – FEM

Midas GTS

Page 27: Wind farm foundation

Midas - GTS

Page 28: Wind farm foundation

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.

Page 29: Wind farm foundation

Caso em Estudo

Midas GTS

Page 30: Wind farm foundation

Caso em Estudo

Recalques nas bases

Page 31: Wind farm foundation

Norma Brasileira de Fundações

• Probabilidade de ruína, Aoki, 2010

• Índice de Confiabilidade, Aoki, 2010

• ABMS - Comissão Técnica de Riscos, 2013

Page 32: Wind farm foundation

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

Sendo: Resistência Lateral

Resistência de Ponta

INCÓGNITAS

Page 33: Wind farm foundation

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

Page 34: Wind farm foundation

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

Page 35: Wind farm foundation

Fundações por Estacas

Método de Aoki Veloso, 1975

Page 36: Wind farm foundation

Dimensionamento deDimensionamento deestacas de concreto

Page 37: Wind farm foundation

Cálculo de RecalqueCálculo de Recalque

Método Aoki

Page 38: Wind farm foundation

Nega e Repique

Page 39: Wind farm foundation

Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Page 40: Wind farm foundation

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

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Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

CAPWAP SUMARY RESULTS

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Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

CASE METHOD

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Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

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Verificação da Qualidade e Desempenho das Estacas

Carregamentos:

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

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Page 52: Wind farm foundation

As built e comprimento das estacas

Page 53: Wind farm foundation

Obrigada pela atenção !