Otimização de torres em concreto armado para suporte de geradores eólicos

Resumo

Pretende-se neste trabalho estudar e implementar computacionalmente a otimização de estruturas de torres em concreto armado para suporte de turbinas conversoras de energia eólica e suas respectivas fundações, submetidas ao carregamento dinâmico do vento. Os custos das estruturas e fundações serão minimizados. O problema de minimização do custo é um problema de otimização. Programas computacionais, baseados no Método do Lagrangiano Aumentado, serão desenvolvidos e utilizados para tanto. As variáveis de projeto dos problemas de otimização serão as propriedades geométricas dos elementos estruturais e as áreas de aço das armações de concreto armado. Na avaliação da função custo, considerar-se-á o custo de fabricação, incluindo mão de obra, materiais e despesas gerais de fábrica. Aplicar-se-ão restrições relacionadas com as resistências, deslocamentos e freqüências de vibração. Nos casos a serem analisados as estruturas das torres serão modeladas como elementos finitos de barras, enquanto que as fundações em elementos finitos de placas e barras. Em particular, será realizada uma análise dinâmica não-linear das torres, baseando-se em resultados numéricos experimentais, onde a rigidez efetiva é determinada através de equações empíricas em função do nível de esforço. Os geradores eólicos serão tratados como um carregamento dinâmico não-ideal. Comparando-se as performances obtidas nas diversas formulações adotadas, concluir-se-á qual projeto é o mais adequado para cada caso analisado. Finalmente, serão publicados pelo menos dois artigos em revistas técnicas de prestígio internacional, enquanto que os programas e projetos obtidos serão disponibilizados para base de pesquisas de futuros orientados e empresas do setor. (AU)