Estudo de caso sobre fundação de torre eólica do complexo eólico pontal e principais partes da infraestrutura civil

Abstract

O aumento da implantação de parques eólicos nos últimos 20 anos também acarretou novos desafios no desenvolvimento de soluções para os projetos de fundações de aerogeradores. A construção de aerogeradores em locais onde não existem experiências quanto à natureza do solo e o aumento das cargas atuantes em virtude da magnitude dos equipamentos da supraestrutura constituem um grande desafio para o desenvolvimento de projetos de fundações de aerogeradores. O presente trabalho propõe elencar características fundamentais e peculiaridades do projeto de fundações de um aerogerador, bem como descrever brevemente aspectos sobre a infraestrutura envolvida na implantação de um parque eólico. Apresenta, através de um estudo de caso descritivo sobre fundação para um aerogerador do Complexo Eólico Pontal, situado no município de Viamão/RS, o itinerário de cálculo para o pré-dimensionamento de fundação profunda do tipo hélice continua para um aerogerador terrestre de eixo horizontal, detalhado de acordo com a sua capacidade de carga, características e especificações. No pré-dimensionamento é calculada a capacidade de carga a compressão e tração pelo método semi-empírico de AokiVelloso e Décourt-Quaresma. A capacidade de carga lateral é determinada pelos métodos de Broms e mola. Também é feito o dimensionamento das estacas do ponto de vista estrutural, levando em consideração os esforços de compressão, tração e momentos fletores. Ainda são calculados o recalque vertical, recalque diferencial, deslocamento horizontal. No pré-dimensionamento é incluído o comportamento e as solicitações quando aos efeitos cíclicos. No estudo de caso são realizadas as verificações necessárias para garantir a segurança estrutural e geotécnica da solução de fundação apresentada. Além das cargas fornecidas pelo fabricante é levado em consideração o peso do bloco de coroamento. Além disso, são abordados os principais componentes de infraestrutura civil necessários para a implantação do parque eólico, como estradas e área de patolagem. Também são citados conceitos relevantes a prazos e custos utilizados no desenvolvimento de projetos de parques eólicos.

The increase in the deployment of wind farms in the past 20 years has also brought new challenges in the development of solutions for wind turbine foundation projects. The construction of wind turbines in places where there is no experience as to the nature of the soil and the increase in the active loads due to the magnitude of the suprastructure equipment constitute a major challenge for the development of wind turbine foundation projects. The present work proposes to list fundamental characteristics and peculiarities of the foundation design of a wind turbine, as well as to briefly describe aspects about the infrastructure involved in the implantation of a wind farm. It presents, through a descriptive case study on foundation for a wind turbine at the Pontal Wind Farm, located in the municipality of Viamão/RS, the calculation itinerary for the pre-dimensioning of a continuous helix-type deep foundation for a horizontal axis terrestrial wind turbine, detailed according to its load capacity, characteristics and specifications. In the pre-dimensioning, the compression and traction load capacity are calculated using the semi-empirical method of Aoki-Velloso and Décourt-Quaresma. The side load capacity is determined by the Broms and spring methods. The piles are also dimensioned from the structural point of view, taking into account the efforts of compression, traction and bending moments. Vertical settlement, differential settlement, horizontal displacement are also calculated. Pre-dimensioning includes behavior and requests regarding cyclical effects. In the case study, the necessary checks are carried out to guarantee the structural and geotechnical safety of the presented foundation solution. In addition to the loads provided by the manufacturer, the weight of the crowning block is taken into account. In addition, the main components of civil infrastructure necessary for the implantation of the wind farm are addressed, such as roads and the crane pad. Also relevant are cited concepts related to terms and costs used in the development of wind farm projects.