Projeto de fundações de torres eólicas com PLAXIS 3D e PLAXIS Monopile Designer

Apresentação

Devido às dimensões cada vez mais altas, as Torres Eólicas modernas envolvem elevadas cargas estáticas e dinâmicas que devem ser suportadas pelo terreno de apoio, gerando complexas situações de análise para o projeto das suas fundações. Tipicamente, as cargas que atuam nas fundações são devidas ao peso próprio da torre, ao momento fletor de engastamento e à força cortante causada pela ação do vento na mesma. Além disto, deve-se considerar o caráter cíclico das cargas ao longo da vida útil dos projetos (normalmente maior que 25 anos), devido à possibilidade da ocorrência do efeito de fadiga na fundação.

Em condição on-shore, as Torres Eólicas normalmente são montadas sobre blocos em formato tronco-cilíndrico de grandes dimensões, chegando até 20 m de diâmetro e mais de 3 m de altura. Em condições de terreno com alta capacidade de suporte (rocha ou solo) estes blocos podem ser apoiados diretamente na cava que deve ser devidamente preparada e regularizada, eventualmente recebendo algum tratamento (solo-cimento, injeção, substituição, BGS, etc) nas camadas mais superficiais. Do contrário, soluções de fundações profundas devem ser consideradas, como o uso de estacas cravadas (metálicas ou concreto), escavadas (hélice contínua ou DSM) ou colunas de brita. Caso o bloco situe-se abaixo do nível do lençol freático, as respectivas cargas de subpressão também devem ser consideradas. Efeitos de fadiga, tração ou arrancamento das estacas também devem ser analisados e verificados para atender os requisitos de segurança do projeto ao longo da sua vida útil.

Em condição off-shore, além dos carregamentos usuais, as Torres Eólicas estão sujeitas a condições especiais devido, por exemplo, à ação das ondas, das correntes marítimas e de efeitos mais complexos como a liquefação do solo submarino. Devido a questões executivas sob lâmina d’água, as torres off-shore pouco utilizam as fundações convencionais (gravidade, estacas), preferindo soluções mais elaboradas e pré-fabricadas como as jaquetas, tripés, baldes de sucção e monoestacas, sendo esta última a solução mais utilizada atualmente.

Em geral, verifica-se que as Fundações de Torres Eólicas são sujeitas a condições muito diferenciadas dos casos usuais da engenharia geotécnica. Assim, os projetos de fundações dessas torres necessitam estudos mais avançados para representar os complexos efeitos e mecanismos geotécnicos e estruturais, que devem ser devidamente previstos e analisados para garantir a segurança e a vida útil dessas obras. Muitos destes efeitos ainda não são considerados em nenhuma das normas técnicas nacionais ou internacionais.

Assim, atualmente a análise numérica com o Método dos Elementos Finitos destaca-se como um procedimento indispensável para Projetos de Fundações de Torres Eólicas, permitindo avaliações precisas visando a segurança da obra sob as mais diversas condições e garantindo o bom funcionamento das mesmas durante toda a vida útil do projeto.

Os softwares da empresa Bentley PLAXIS 3D e PLAXIS MONOPILE DESIGNER estão entre as ferramentas que mais se destacam atualmente na simulação numérica tridimensional do comportamento geotécnico/estrutural de fundações de Torres Eólicas, utilizando elementos finitos específicos para os diferentes tipos de solução (estacas, monoestacas, etc).

Objetivos

O presente curso tem por objetivo capacitar engenheiros civis no desenvolvimento e na simulação avançada de modelos tridimensionais de fundações de torres eólicas on-shore e off-shore em suas situações mais críticas e representativas.

Para tanto, as aulas foram desenvolvidas com o intuito de transmitir da forma mais pragmática e próxima da realidade os conhecimentos teóricos e práticos sobre as principais questões geotécnicas e estruturais que devem ser observadas nos projetos destas fundações especiais.

MÓDULO I

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Revisão geral dos tipos e das características básicas das fundações de torres eólicas on-shore, destacando os principais aspectos que devem ser observados e as principais soluções de suporte, com seus respectivos comportamentos mecânicos. Visão geral do software PLAXIS 3D.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 1.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO II

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Modelagem Numérica com o software PLAXIS 3D de fundações de torres eólicas on-shore para o caso de fundações diretas. Principais aspectos a serem considerados nas análises para atender tanto as condições do Estado Limite de Serviço quanto do Estado Limite Último, baseadas nas especificações e requisitos dos principais fabricantes de torres eólicas.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 2.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO III

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Modelagem Numérica com o software PLAXIS 3D de fundações de torres eólicas on-shore para o caso de fundações profundas (estacas). Principais aspectos a serem considerados nas análises para atender tanto as condições do Estado Limite de Serviço quanto do Estado Limite Último, baseadas nas especificações e requisitos dos principais fabricantes de torres eólicas.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 3.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor

MÓDULO IV

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Modelagem Numérica com o software PLAXIS 3D do efeito de fadiga em estacas utilizadas em fundações de torres eólicas on-shore. Revisão dos principais aspectos teórico da Fadiga de Materiais e da predição de dano pela regra de Palmgren-Miner, esta última baseada nas especificações da Norma Europeia.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 4.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO V

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Estudo de casos especiais: solos moles, solos colapsíveis, efeito Tschebotarioff, simulação de setup em estacas, arrancamento, simulação e análise ensaios estáticos, análise e verificação de ensaios dinâmicos (PDA) e de integridade (PIT), blocos externos adicionais.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 5.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO VI

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Modelagem Numérica com o software PLAXIS MONOPILE DESIGNER de fundações de torres eólicas oFF-shore para o caso de fundações do tipo monoestacas. Principais aspectos a serem considerados nas análises para atender tanto as condições do Estado Limite de Serviço quanto do Estado Limite Último, baseadas nas especificações e requisitos dos principais fabricantes de torres eólicas.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 6.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

Dra. Patrícia de O. Faria

Dra. Patrícia de O. Faria é graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina, mestre em Geotecnia pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro e PhD. em Engenharia Civil na University of Swansea, Wales. Realizou estágio pós doutoral na Technical University of Graz, Áustria e na University of California, Davis. Sua principal atuação no doutorado e pós doutorado foi trabalhando com o Método de Elementos Finitos e modelagem numérica de problemas geotécnicos.

A Profa. Patrícia também atuou em projetos de barragens e de energia eólica, com  ênfase em projetos de fundações de torres eólicas. Ela também possui experiência na condução administrativa de escritórios de engenharia e no trabalho de equipes de engenharia em campo.

Em suas atividades de pesquisa, a Profa. Patrícia apresentou diversos trabalhos publicados em periódicos internacionais e nacionais e atualmente vem trabalhando no grupo de pesquisa Brabotech na área de desenvolvimentos de sondas de perfuração para túneis.

Prof. Dr. Marcos Noronha

Prof. Dr. Marcos Noronha, possui pós-doutorado em Engenharia Civil pela Technical University of Graz, Áustria (2004), e pós-doutorado pela University of California, Davis (2006). Tem experiência de 18 anos em engenharia de Túneis. Trabalhou como professor na Escola Politécnica da USP de 1999 a 2009 e atualmente é Professor na Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC. Atuou no desenvolvimento de muitos projetos de túneis no Brasil e no exterior.

Trata-se de um curso online, através do Campus Virtual, onde é fornecido um ambiente dinâmico e flexível para que o aluno possa acompanhar o curso ao seu ritmo. Nesta plataforma virtual, os alunos poderão consultar todos os conteúdos do curso, incluindo:

– Vídeos
– Tutoriais
– Aulas por videoconferência
– Textos
– Exemplos práticos
– Exercícios de avaliação de conhecimentos
– Documentação complementar

Destaca-se a realização de videoconferências em direto, onde formadores e formandos podem interagir para partilha de conhecimentos e resolução de dúvidas. Estas videoconferências serão gravadas, para poderem ser descarregadas por qualquer formando a partir do dia seguinte à realização da mesma.

Além disso, o formando poderá utilizar o fórum da plataforma, podendo interagir com os formadores e com os outros formandos.

Também será estabelecido um sistema de tutoriais através de correio eletrónico dos formadores, podendo assim resolver possíveis dúvidas e que servirá de meio mais direto para que os formadores coloquem questões específicas de cada módulo ou tem

Este curso é destinado a profissionais e estudantes de Engenharia Civil, Engenharia Geoténica, Geologia e profissionais que desejam ampliar sua expertise em projetos de fundações de torres eólicas.

Como acreditação da aquisição de conhecimentos e da formação técnica e prática, os formandos que terminarem com sucesso os testes de avaliação do curso terão um certificado académico, emitido pelo Ingeoexpert. Esse certificado é digital e protegido pela tecnologia “Blockchain”, que permite que seja único e incorruptível, permitindo assim verificar-se a sua autenticidade.

O certificado pode ser descarregado pelos formandos ou recebido por correio eletrónico e compartilhado em redes sociais, bem como incorporado em qualquer website.

O Brasil possui enorme potencial eólico a ser explorado pelo menos nas 3 próximas décadas, gerando uma necessidade de projetos robustos de nível internacional e uma grande demanda por profissionais altamente qualificados na área de projetos de fundações de torres eólicas.