Análise de sistemas de ancoragem de turbinas eólicas em águas profundas.

• Autor(a) principal: Martins, Guilherme Rocha
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16042024-103711/
• topic: Análise estutural; Ancoragem (Sistemas); Energia eólica offshore; Floating wind turbine; Mooring system; Offshore wind energy; Structural analysis; Turbinas eólicas flutuantes

A energia eólica é uma fonte de energia renovável com grande potencial e em ascensão no Brasil nos últimos anos. A despeito da energia eólica em alto-mar ainda não ser explorada no Brasil, a modalidade pode ser determinante para alavancar o setor de energias renováveis e impulsionar o desenvolvimento sustentável do país. Turbinas eólicas flutuantes podem reduzir impactos negativos de turbinas onshore ou instaladas nas proximidades costeiras ao viabilizar a ocupação de áreas mais distantes e profundas. Essas estruturas também podem viabilizar projetos de descarbonização de operações de óleo e gás (O&G) em águas profundas e impulsionar a transição energética do setor. Assim, para viabilizar econômica e ambientalmente tais projetos, estão e voga na academia e na indústria diversos aspectos construtivos, tecnológicos e econômicos dessas estruturas e seu entorno. Dentre esses tópicos, o sistema de ancoragem ocupa uma posição de relevância, pois representa uma parcela significativa do custo e é uma das principais características que permitem ocupar águas profundas. Contudo, como qualquer tecnologia que ainda ganha escala e maturidade, existem lacunas no projeto de ancoragem de turbinas eólicas em águas profundas, que englobam variáveis como carregamentos ambientais, redundância, falha etc. As sociedades classificadores partem do conhecimento acumulado da indústria de O&G e, juntamente com os avanços acadêmicos e de projetos em escala piloto, fornecem diretrizes para o projeto de ancoragem de turbinas eólicas. A literatura acadêmica, por outro lado, costuma abordar as verificações de ancoragem de maneira bastante simplificada, tanto do ponto de vista de cenários ambientais, quanto de critérios a serem verificados. Nesse contexto, o presente trabalho se propõe a analisar normas e literatura acadêmica acerca de projetos de ancoragem de turbinas eólicas e, então, consolidar a análise desses sistemas em uma ferramenta própria e aberta, de sorte que pesquisadores e projetistas possam verificar facilmente sistemas de ancoragem de uma maneira mais próxima dos critérios de norma. A ferramenta é usada em um estudo de caso em um local de 1000m de profundidade na Bacia de Santos, em consonância com últimos desenvolvimentos de projetos eólicos offshore em águas profundas no país para descarbonizar operações de O&G. As análises abrangeram verificações da resistência do sistema de ancoragem ´ntegro e com a falha de uma linha, sem a consideração da fadiga. Alguns aspectos da extrapolação de condições ambientais e efeito da turbulência do vento também são discutidos. A principal contribuição desta dissertação de mestrado é a apresentação da ferramenta para análise e verificação de sistemas de ancoragem de turbinas eólicas flutuantes e visualização das trações nas linhas e do movimento da plataforma, enfatizando os possíveis usos e conclusões que a ferramenta pode ajudar a fornecer ao contextualizar com critérios de projeto presentes nas normas da indústria.