Quais materiais são usados ,para fazer turbinas eólicas?

Para responder essa pergunta é preciso, primeiro, entender que as turbinas são um sistema que envolvem torre, pás e nacele (que inclui o gerador). E, em função disso, os materiais construtivos vão ser indicados de acordo com os requisitos de cada turbina. Como padrão, os fabricantes têm a meta de entregar projetos com maior eficiência, durabilidade e reciclabilidade, entre outros detalhes.

No caso das torres, o principal requisito é que ela permita aproveitar velocidades mais altas de vento e a turbulência reduzida em altitudes maiores. Com isso, não é incomum a construção de torres com alturas de quase 180 metros. Isso resulta em uma enorme carga estática, dinâmica e cíclica, com a combinação de fatores como o peso próprio da turbina, deformação e a rotação das pás.

Para suportar tais cargas, as torres são geralmente feitas de aço tubular fabricado em seções, com afunilamento em direção ao topo. As ligas podem variar em projetos offshore para aguentar os altos níveis de corrosão e a carga adicional das ondas.

Base concreto-aço se populariza nas torres das turbinas eólicas

Já para combater as restrições de transporte e os custos de seções inferiores – de torres cada vez mais altas – a construção híbrida de concreto-aço está se tornando popular. O concreto é usado na parte inferior da torre, o que pode resultar em economia superior a 12%, além de aprimorar a rigidez estrutural da construção.

Para as pás das turbinas, a atenção se volta para as velocidades em sua ponta, além das imensas cargas aerodinâmicas, inerciais e giroscópicas. Elas devem, portanto, ser feitas de materiais rígidos e leves, resistentes à fadiga de alto ciclo. Por essa razão, o polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP) tornou-se o material mais comum para a construção das pás eólicas e, dependendo da localização na lâmina, ele é usado monoliticamente ou em combinação com um material de núcleo, como madeira de balsa, na construção no formato sanduíche.

A nacele, ou seja, a estrutura protetora no topo da torre, que abriga o trem de força da turbina (incluindo o gerador, caixa de engrenagens e eixos de baixa e alta velocidade) é a terceira parte do sistema que forma a turbina.

A nacele também é fabricada, geralmente, com o GFRP na construção em sanduíche. O material do núcleo é tipicamente uma espuma de polímero, que também forma os reforços frequentemente presentes em toda a nacele para apoiar os trabalhadores e equipamentos de manutenção.

Já o trem e força é, em grande parte, produzido a partir de várias ligas de aço e ferros fundidos. O gerador, no entanto, pode conter uma gama mais diversificada de materiais, dependendo do tipo. O mais comum deles é o gerador de indução duplamente alimentado, contendo predominantemente aço magnético e cobre. No entanto, o tipo de gerador mais popular com novas turbinas, particularmente nos empreendimentos offshore, é o gerador de ímã permanente, que são menores, mais leves e mais eficientes.