Cepel trabalha método para detecção de falhas em aerogeradores de grande porte

Tecnologia deverá ser experimentada e validada no Laboratório de Mecânica e Dinâmica de Estruturas do Centro para depois ser incorporada aos sistemas de monitoramento e gestão de ativos das empresas Eletrobras

Da Agência CanalEnergia 
26/06/2019

O Cepel está desenvolvendo uma metodologia para detecção e localização de defeitos em pás de aerogeradores de grande porte. A iniciativa parte de um projeto de pesquisa da Carteira de Projetos Institucionais para as Empresas Eletrobras e inclui um eixo conceitual e outro de modelagem matemática complementada e validada por modo experimental, o que vem sendo realizado no Laboratório de Mecânica e Dinâmica de Estruturas do Centro. A expectativa é incorporar a metodologia aos sistemas de monitoramento de equipamentos e gestão de ativos do Cepel, SOMA e DianE, com o objetivo de antecipar falhas prematuras nas pás dos aerogeradores, evitando assim consequências catastróficas como o colapso de toda estrutura da turbina e a interrupção na geração de energia.

Na avaliação do pesquisador Carlos Frederico Trotta Matt, gerente do projeto, devido à crescente participação da fonte eólica na matriz energética brasileira, existe uma pressão cada vez maior por parte de diversos agentes do setor por garantias de confiabilidade na geração proveniente desta fonte. Aliado a este cenário, existe um consenso das equipes de operação e manutenção de parques eólicos sobre a necessidade de definição de critérios e procedimentos para inspeção e avaliação de integridade de componentes críticos de aerogeradores no país. “Esses componentes têm apresentado falhas a um terço do tempo previsto, quando comparado com sua operação na Europa”, ressalta o pesquisador.

Ele acrescenta que o investimento em sistemas inteligentes de avaliação da integridade estrutural de aerogeradores (structural health monitoring systems), capazes de acompanhar a deterioração gradual de componentes críticos e desta forma antecipar falhas prematuras, é centenas de vezes inferior a multas e perdas de receita decorrentes de indisponibilidade do equipamento e aos custos de manutenção associados a grandes reparos nos aerogeradores sinistrados.

Além de Carlos Frederico, participam do projeto Heloísa Furtado, Fernanda Figueiredo, Roberta Martins, Bruno Cardoso, Josélio Buarque, Gláucio Rigueira, Vanessa Guedes, Antonio Carlos Neiva, Sergio Melo e Ricardo Dutra. Para os pesquisadores, uma das motivações para a realização do projeto foi o acompanhamento, em campo, das potencialidades e dificuldades de inspeção visual em pás de aerogeradores com o auxílio de câmeras termográficas em solo e em aeronaves remotamente pilotadas.

Os colaboradores comentaram que uma restrição para inspeção visual por termografia é a necessidade do bloqueio do aerogerador, isto é, com o freio mecânico acionado e, portanto, sem gerar energia elétrica. A metodologia proposta para detecção e localização dos defeitos baseia-se na identificação de alterações, por menores que sejam, em parâmetros que caracterizam o comportamento dinâmico de uma pá. As premissas da iniciativa incluem que a metodologia desenvolvida tenha um custo relativamente baixo e que possa ser aplicada com o aerogerador em operação.

No estágio atual, a equipe vem realizando ensaios de vibração em dois conjuntos de pás de pequeno porte no vão experimental do laboratório do Cepel, para identificação de parâmetros sensíveis à presença e à localização dos erros. Em uma próxima etapa, defeitos comumente encontrados nesses componentes em operação serão artificialmente inseridos nas pás sob ensaio em laboratório, para verificar a efetividade do método. Carlos Frederico ainda afirmou que o monitoramento contínuo de vibração e a aplicação da metodologia proposta poderão ser estendidos, futuramente, com as devidas adaptações, a outros componentes de um aerogerador, como torre, nacele, caixa de engrenagens e gerador elétrico.

A equipe do projeto também está organizando um curso sobre pás de aerogeradores com o objetivo de discutir temas como projeto, fabricação, modos de falha, técnicas de inspeção, manutenção preditiva e reparo nesses componentes. O curso ocorrerá entre os dias 3 e 5 de setembro deste ano, na Unidade Fundão do Cepel, sendo destinado a empresas e instituições do setor elétrico brasileiro. Para mais informações sobre o curso, entre em contato através do e-mail eventos@cepel.br