O uso de fibra de juta (corchorus capsularis) no desenvolvimento de pás de turbina eólica de pequena escala para ventos de baixa intensidade

• Autor(a) principal: CARDOSO, Robson Luis Baleeiro
• Data de Publicação: 2023
• Outros Autores: https://orcid.org/0000-0001-9758-5989
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPA
• Texto Completo: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16125
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Fibra natural; Compósito; Pá eólica; Teoria clássica do laminado (TCL); Momento do elemento de pá; Natural fibre; Wind blade; Classical Laminate Theory (CLT); Blade element moment; MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PROCESSOS; ENGENHARIA DE PROCESSOS; MEIO AMBIENTE E ENERGIA; USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS

Fibras naturais apresentam um potencial crescente no reforço de compósitos poliméricos, representando um promissor concorrente das fibras de vidro, extensamente usadas na construção de pás de aerogeradores, cuja reciclabilidade/descartabilidade e alto custo energético de produção já têm sido discutidos nos principais centros produtores de turbinas. Além disso, o desenvolvimento de turbinas eólicas para áreas com ventos de 2 a 6 m/s, considerados de baixa velocidade, utilizando perfil aerofólio S1210, pode incrementar o potencial energético de geração de regiões não originalmente elegíveis para a instalação de turbinas de grande porte. Este estudo propõe a avaliação do uso da fibra de juta (Corchorus capsularis) no projeto de pás de uma turbina eólica de pequena escala, considerando os parâmetros aerodinâmicos e estruturais. O presente projeto foi desenvolvido incorporando a Teoria da Quantidade de Movimento Angular do elemento de Pá (BEM), a Teoria Clássica dos Laminados (TCL) e a Teoria de Fluxo de Cisalhamento de Bredt-Batho Extendida (EBSFT), de forma a levantar as propriedades elásticas e possibilitar o uso dos critérios de falha. As lâminas do compósito foram caracterizadas segundo a ASTM D 3039, ASTM D 638 e ASTM D 5379. As propriedades mecânicas levantadas, aliadas aos parâmetros elásticos da seção transversal, rigidez torsional, rigidez axial e rigidez flexural de EIy 4.97 x 104 Nm2, EIz 1,45 x 106 Nm2, EI 9,47 x 104 Nm2 e GJ 1873,6 x 106 Nm2 ,respectivamente, demonstraram a viabilidade do uso da fibra de juta aplicadas ao laminado estrutural na construção da pá, definido segundo o critério de falha de tensão máxima, se apresentando para concorrer com as fibras de vidro hoje utilizadas.