Investigação de falha em base de aerogerador: Case de sucesso

Introdução

A indústria de energia é essencial ao desenvolvimento econômico do país, uma vez que alimenta os diversos setores da economia. Para atender à constante elevação de demanda energética é necessário uma grande infraestrutura que contempla vários tipos de fontes geradoras de energia, como: hidrelétricas, térmicas, usinas nucleares, parques eólicos, entre outras, bem como a infraestrutura de sistemas de transmissão e distribuição. Dada sua importância econômica, é essencial que as estruturas que compõem os inúmeros segmentos da indústria de energia sejam projetadas, executadas e avaliadas por profissionais qualificados. Além disso, é indispensável o devido cuidado e manutenção desses ativos.

Case de sucesso

Um cliente identificou a ocorrência de fissuras nas fundações de concreto armado de aerogeradores de um parque eólico. O principal desafio nesse tipo de situação é identificar as causas das fissuras. Fissuras em elementos de concreto armado podem ter origem em vários fatores, alguns de origem autógena e outros de origem externa, que podem ser resultado de solicitações não previstas em projeto, por exemplo.

A Kot Engenharia foi contratada para investigar a causa das fissuras nas fundações e determinar as ações requeridas para recuperação estrutural, de modo que a estrutura opere em conformidade com os requisitos normativos de desempenho estrutural. É possível visualizar a seguir, no Vídeo 1, os resultados obtidos por meio do escaneamento 3D de uma dessas bases.

Vídeo 1: Fissura em base de aerogerador – FONTE: Acervo Kot.

Serviços prestados

A investigação das fissuras nas bases envolveu inspeção de campo e cálculos de engenharia, de modo a determinar os aspectos executivos e de projeto que podem vir a originar fissuras nas peças de concreto armado.

Serviços realizados — **Figura 1: Serviços prestados – FONTE: Acervo Kot.**

Foram estabelecidos diversos fatores de influência para a ocorrência de fissuras no concreto, que podem ser divididos em dois grupos:

Fatores que favorecem a ocorrência de fissuras por retração;
Fatores que favorecem a ocorrência de fissuras de origem mecânica.

**Figura 2: Fatores agravantes de fissuração – FONTE: Acervo Kot.**

Ensaios de campo

Os ensaios não destrutivos permitiram verificar fatores referentes à qualidade de execução das fundações que tivessem impacto na ocorrência de fissuras. Essa etapa é de grande importância para investigações de falha, uma vez que permite identificar aspectos que não podem ser avaliados pela análise estrutural das peças conforme projeto.

A Kot Engenharia realizou ensaio de tomografia ultrassônica de modo a identificar possíveis descontinuidades no concreto, bem como verificar as dimensões das barras de armadura (rebars). De forma complementar, foi realizado ensaio de pacometria para determinar a posição das armaduras e posteriormente confrontá-las com os resultados de imagem de tomografia.

Resultados do ensaio de tomografia ultrassônica — **Figura 3: Tomografia ultrassônica em concreto – FONTE: Acervo Kot.**

Análise estrutural da fundação

As fundações foram verificadas por meio de modelos analíticos e numéricos, com o objetivo de avaliar o projeto e dimensionamento da estrutura frente às solicitações existentes e, com isso, identificar não conformidades de projeto, caso existam.

Modelos utilizados na análise estrutural — **Figura 4: Modelos de análise – FONTE: Acervo Kot.**

Um modelo tridimensional com base no Método dos Elementos Finitos (MEF) foi utilizado para realizar a análise da região de ancoragem da estrutura do aerogerador com a base de concreto armado (figura 5).

Modelo em elementos finitos de uma fundação do aerogerador — **Figura 5: Modelo computacional em elementos finitos de uma fundação de aerogerador – FONTE: Acervo Kot.**

Os modelos analíticos e numéricos permitiram identificar as tensões atuantes no concreto armado, determinando assim o risco de falha do componente.

Considerações finais

Aplicando as técnicas de campo e numéricas disponíveis, foi possível determinar as causas para o surgimento das fissuras, que são de duas origens distintas: fissuras provenientes da retração do concreto e fissuras de origem mecânica. Os ensaios não destrutivos nas fundações em concreto foram fundamentais para verificação da aderência ao projeto, além de permitir a identificação de descontinuidades de origem construtiva nas peças.

As fissuras de origem mecânica são caracterizadas por maiores aberturas e estão associadas ao comprometimento da capacidade resistente da estrutura de concreto, que podem estar relacionadas, dentre outros fatores, ao dimensionamento estrutural. Com base nos resultados dos modelos de análise foi possível identificar as fissuras de origem mecânica, que são compatíveis com os esforços atuantes nos elementos de fundação do aerogerador.

A avaliação de estruturas de concreto armado não convencionais, como é o caso das fundações dos aerogeradores, exige uma equipe de profissionais com experiência em inspeção, modelagem e análise estrutural. A Kot possui um time de profissionais qualificados em análises não convencionais, prontos para fornecer soluções confiáveis e sob demanda de engenharia. Consulte nossa equipe para maiores informações!

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Equipe Kot Engenharia

Com mais de 30 anos de história e diversos serviços prestados com excelência no mercado nacional e internacional, a empresa promove a integridade dos ativos dos seus clientes e colabora nas soluções dos desafios de Engenharia. Para essa integridade, utiliza ferramentas para o cálculo, inspeção, instrumentação e monitoramento de estruturas e equipamentos.