Chaminés industriais : soluções para atenuação de vibrações induzidas por desprendimento de vórtices

Abstract

Um dos maiores agentes de carga em estruturas altas é o vento, que causa efeitos de ordem tanto estática como dinâmica. Quando ele incide perpendicularmente sobre um corpo rombudo e de esbeltez considerável, com escoamento cujo número de Reynolds é maior ou igual a 30, são desprendidos vórtices alternados, sendo esses chamados de vórtices de Kármán, que geram forças laterais as quais podem gerar uma forte oscilação transversal. Desse modo, este trabalho versa acerca do fenômeno de vibrações induzidas por desprendimento de vórtices de Kármán em chaminés industriais e as soluções já existentes para sua atenuação. Através da análise da bibliografia técnica, o presente trabalho descreve cada uma dessas soluções, que podem ser divididas em três grandes grupos: aplicação de amortecedores na estrutura, alteração de forma com dispositivos aerodinâmicos e impedimento de ressonâncias com o aumento da frequência natural da estrutura. Os dispositivos mais indicados para aplicação em chaminés são os TMD, enrijecimento da estrutura por cabos e os dispositivos aerodinâmicos. Alguns dispositivos de aumento do amortecimento da estrutura não podem ser instalados em chaminés industriais, ou porque estas não possuem estrutura aporticada ou porque são muito caros, sendo então direcionados a estruturas menores para mitigar vibrações causadas por sismos. Os dispositivos de alteração de forma mais adequados a chaminés são a luva perfurada, as lâminas helicoidais e a luva de lâminas longitudinais, dispositivo este que possui os melhores resultados globais, mas que não possui grande aplicação possivelmente por causa de seu tardio desenvolvimento.