Jornal Socialista, Democrático e Independente dirigido por Dieter Dellinger, Diogo Sotto Maior e outros colaboradores.
Terça-feira, 24 de Julho de 2007
Dieter Dellinger: Turbinas Eólicas no Mar

 

 

 

 

Com 1,716 GW de Potência Eólica instalada no fim do ano passado, Portugal pode estar orgulhoso de ocupar o nono lugar mundial em valor absoluto e o quarto por habitante, estando nesse aspecto logo a seguir à Dinamarca, Alemanha e Espanha. Em Março de 2007, a potência eólica instalada situava-se já nos 1,839 GW em 142 parques com 1.035 aerogeradores, tendo a produção de electricidade eólica aumentado de 59% relativamente a igual mês do ano anterior. E estão licenciados 3,273 GW que poderão elevar a produção de electricidade a partir das turbinas eólicas para mais de 20% do consumo total. A produção portuguesa de electricidade por via eólica supera em vinte vezes a do gigantesco Brasil e é quase igual à da China com 130 vezes mais habitantes.

 

Efectivamente, Portugal é um país que se adianta muito naquilo que é a economia do futuro, a eco-economia, pois possui já as duas maiores centrais fotovoltaicas do Mundo, tem uma apreciável rede de barragens e produz muita energia eléctrica por cogeneração, ou aproveitamento do calor de várias indústrias como as celulósicas, por exemplo, para gerar electricidade.

 

Com perspectiva de vir a ter em breve a funcionar mais de 3.000 aerogeradores terrestres coloca-se ao País a possibilidade de pensar em parques eólicos marítimos, apesar de as condições da nossa plataforma marítima não serem idênticas às de países como a Dinamarca, Holanda e Inglaterra com esses parques já a funcionar. As águas da plataforma continental portuguesa são relativamente profundas nalgumas zonas, mas muito batidas por uma nortada forte e contínua ao longo do ano sem sobressaltos ciclónicos e sem a turbulência típica dos espaços terrestres, portanto ideais sob o ponto de vista eólico.

 

Saliente-se que a energia cinética do vento aumenta numa potência cúbica do acréscimo de velocidade do vento. A velocidade induz o quadrado da densidade (massa por volume) do ar na área de recepção e mais uma potência por via do volume da corrente ventosa. Assim, uma velocidade do vento de 8 m/s (Força 4) produz uma energia cinética de 2,45 Megajoules por segundo ou 1 Megawatt num rotor de 100 metros de diâmetro. Isto nos modernos aerogeradores que têm tido uma notável evolução técnica a partir de muitas empresas motivadas pela política imposta pelo partido Verde alemão durante a coligação com o SPD.

 

Os grandes aerogeradores modernos de 5MW produzem num só dia a electricidade que há dez anos era produzida durante um ano pelo maior gerador eólico de então, o que mostra como evoluiu esta técnica à qual se abre um futuro mais que promissor.

 

Por isso, é evidente que muitos países estão a instalar parques no mar. O Reino Unido licenciou recentemente um enorme parque de 256 aerogeradores na foz do Tamisa. Portugal não tendo muitos locais disponíveis pode aproveitar o vasto espaço do Bugio, a zona de Peniche, a Baía de Monte Gordo, a costa de Aveiro. Toda a costa algarvia é propícia à instalação de torres eólicas, apesar do regime dos ventos não ser tão intenso como os da costa vicentina, mas aí a profundidade é maior e é uma zona de intenso tráfego marítimo.

  

O problema principal que se coloca à colocação de torres com turbinas eólicas no mar é o da sua estabilidade, resistência às correntes e à erosão.

 

As gôndolas dos grandes aerogeradores de 2,5 a 5 Megawatts são do tamanho de uma casa das máquinas de um navio, pelo que no mar devem ter isolamentos muito especiais para evitar uma entrada excessiva de salpicos nos geradores ou caixas de velocidades e aparelhagem eléctrica como rectificadores de corrente, transformadores, etc.

 

As fundações são mesmo o mais importante, dada a enorme pressão exercida pelos ventos nas grandes pás dos geradores eólicos. A engenharia europeia estudou seis tipos de fundação para as diferentes situações com soluções engenhosas mas nada fáceis, são as seguintes:

 

- Monopilares de tubo de aço rolado a frio fincadas no fundo.

- Grande estrutura gravitacional ou ponderal de aço e betão assente no fundo

- O chamado “bucket”; um balde gigante virado ao contrário fincado no solo sob pressão para se fixar       por acção do vácuo ao mesmo.

- Trípode com os três pés assentes em estacas de aço fincadas bem no fundo do mar.

- Sistema de quatro pés enquadrado numa estrutura de aço para garantir uma estabilidade máxima.

- Fundação flutuante sob a forma de uma barcaça submergível que fica a uma certa profundidade bem ancorada ao fundo.

 

 

Os dois primeiros tipos de fundação, pilar e estrutura gravitacional, são os mais utilizados nos “offshore” dinamarqueses e britânicos, geralmente colocadas a profundidades que não vão muito além dos vinte metros. Colhem muito da experiência das plataformas petrolíferas, mas a realidade é que as forças aplicadas em grandes alturas repercutem-se de uma maneira muito negativa na estática da construção, pelo que não se trata de copiar modelos anteriores. Além do mais, a questão que se coloca, principalmente no pilar, é a relação entre custo, estabilidade e resistência, pelo que a engenharia teve que desenvolver muito e não se atreveu a ir para as grandes profundidades como sucede com as plataformas petrolíferas.

 

Por isso, a maior parte dos parques eólicos marítimos assentam precisamente nos referidos monopilares. Os holandeses possuem já mais de 180 torres eólicas desse tipo. Na Irlanda foram instalados pilares de 40 metros de altura com 380 toneladas de aço e 5,2 metros de diâmetro para servirem de suporte a turbinas eólicas de 3,6 MW. Os martelos pneumáticos para introduzir as estacas no fundo não permitem em geral trabalhar com diâmetros superiores a seis metros, pelo que se inventou um funil que vai criando espaço para a penetração do pilar. Estes são feitos em aço de 180 mm de espessura rolado em calandras gigantes de 4 rolos para virar chapa de aço até um diâmetro de 8 metros.

 

Mas, é evidente que se torna difícil assentar um pilar no fundo rochoso, já que a maior parte dos fundos marítimos são de carácter sedimentar arenosos e as correntes marítimas podem provocar uma acção de desbaste em torno da zona do pilar, principalmente quando se situam num canal de fortes correntes marítimas. Para evitar o efeito pode enrocar-se o pilar com pedras, o que acarreta o perigo de provocar um afundamento de parte do fundo e danificar os cabos condutores da electricidade à terra firme. Os holandeses utilizam sacos de areia em torno do pilar. Além disso, instalam entre o pilar de fundação e a torre externa uma estrutura envolvente que compensa pequenas inclinações do pilar de fundação da ordem dos 0,5 graus, pois a experiência tem mostrado que nem sempre é possível fincar um pilar na mais rigorosa vertical.

 

 

As fundações gravitacionais baseadas em gigantescos blocos de cimento e aço têm sido utilizadas pelos dinamarqueses em águas de maior profundidade. Para uma turbina de 2 MW, utilizam-se blocos de 1.800 toneladas com a vantagem de o cimento ser actualmente mais barato que o aço.

 

As construções em trípodes são mais ligeiras, tendo sido calculado que para uma máquina de 5 MW e uma estrutura para 30 metros de profundidade são necessárias 950 toneladas de aço. Em simultâneo com as estruturas em gaiolas, também denominadas “jacket”, camisa de forças, parecem ser mais resistentes a um eventual abalroamento. Na verdade, um pilar de aço ao ser abalroado pode provocar a sua queda imediata com a respectiva gôndola sob o navio com muitas vítimas dado ser provável que vá tudo para o fundo, o que, talvez, não aconteça em sistemas de três ou quatro pilares.

 

A estrutura em forma de balde virado ao contrário foi ensaiada sob a forma de uma fundação de aço de 16 metros para levar uma máquina de vários MW. Antes de se instalar a torre sobre a fundação, esta inclinou-se pois o fundo que parecia ser muito liso e homogéneo não era. Registaram-se fendas que impediram o pretendido efeito do vácuo. Contudo, os engenheiros finlandeses que inventaram o sistema dizem que é o melhor e que poupa mais material em profundidades da ordem dos 40 metros.

 

Uma das soluções mais interessantes é, sem dúvida, a plataforma semi-submersível que pode ficar bem ancorada ao fundo a uma profundidade de vários metros de modo a sustentar a grande torre do aerogerador. Não se conhecem experiências práticas deste tipo de construção, pelo que se torna necessário estudar muito quais as forças que são transmitidas à plataforma e como estas interagem com as correntes marítimas. A submersão permite evitar uma grande parte da agitação do mar.

A grande vantagem destas plataformas é poderem ser inteiramente construídas em terra e colocadas no local respectivo de onde podem ser retiradas com a subida à superfície da plataforma pela acção do ar comprimido nos seus tanques lastrados, como nos submarinos. O local de implantação pode, neste caso, ter grande profundidade e estar fora da rota habitual dos navios. Claro, quanto mais longe da costa estiver mais caro fica o transporte a electricidade gerada pela máquina.

 

Em próximo artigo farei a descrição do material existente nas gôndolas dos aerogeradores com a física da produção de electricidade pela via eólica.

 

 

 

 



publicado por DD às 15:27
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Quinta-feira, 19 de Julho de 2007
Revista de Marinha

 

 

 

Já foi para as bancas e livrarias o novo número 938 da Revista de Marinha.

 

Entre vários artigos salienta-se em especial o trabalho inédito do arquitecto José Tudella sobre a construção de uma nova ponte sobre o Tejo.

 

Tudella propõe uma ponte entre o Beato e o Montijo de 5,8 km em construção rasa, a qual seria bem mais barata que a ponte oriunda de estudos anteriores entre Chelas e Barreiro de tipo elevado com 7,5 km de comprimento, portanto muito mais cara. Nesta ponte, o arquitecto Tudella defende uma construção larga de 60 metros para quatro vias ferroviárias e quatro faixas rodoviárias, a qual resolveria o problema da travessia do Tejo pelo TGV e por comboios normais, bem como, pelo tráfego automóvel. A profundidade do Tejo é menor na zona, o que torna a obra mais barata. Claro, a solução iria contrariar muito que querem ver o Barreiro mais servido de uma ponte e que consideram o Montijo como tendo na sua proximidade a Ponte Vasco da Gama.

 

Como acontece com o escolha do local para o Novo Aeroporto de Lisboa, a geografia humana nem sempre é consentânea com os custos das obras, mas vale a pena ler o artigo do arquitecto Tudella.

 

Rui Henriques apresenta mais um dos seus interessantes artigos sobre grandes desastres marítimos, enquanto Sardinha Monteiro faz uma síntese do Regulamento internacional para evitar abalroamentos no mar.

 

Para além do noticiário, a Revista de Marinha apresenta igualmente dois artigos de Dieter Dellinger, um intitulado “O Tesouro Espanhol” dedicado ao recente salvamento de um gigantesco tesouro espanhol que terá sido retirado do fundo do mar e que vinha no bojo de uma nau inglesa afretada pelos espanhóis nos Açores em 1641 porque o galeão que trazia uma enorme carga de moeda de ouro e prata espanhola da América do Sul se incendiou no arquipélago português.

 

Dieter Dellinger aproveitou o ensejo para revelar que nos Açores ainda está afundada, provavelmente ao largo da Ilha do Faial, a nau portuguesa Cinco Chagas que trouxe em 1593 ou 1594 da Índia um precioso tesouro de pérolas e pedras preciosas, mas que foi atacada por três naus inglesas que se dedicavam à pirataria por conta da Coroa Britânica. As três naus não conseguiram capturar a nau portuguesa que se bateu com grande valentia contra um inimigo superior, mas não foi possível evitar que a pólvora do canhão da proa pegasse fogo e incendiasse toda a nau que foi para o fundo com as suas preciosidades.

Os piratas britânicos só conseguiram capturar alguns oficiais portugueses para os libertarem a troca do sempre miserável dinheiro de resgate.

 

 



publicado por DD às 16:56
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