O uso de fibra de juta (corchorus capsularis) no desenvolvimento de pás de turbina eólica de pequena escala para ventos de baixa intensidade

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: CARDOSO, Robson Luis Baleeiro
• Outros Autores: https://orcid.org/0000-0001-9758-5989
• Orientador(a): FUJIYAMA, Roberto Tetsuo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fibra natural; Compósito; Pá eólica; Teoria clássica do laminado (TCL); Momento do elemento de pá; Natural fibre; Wind blade; Classical Laminate Theory (CLT); Blade element moment
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16125

Fibras naturais apresentam um potencial crescente no reforço de compósitos poliméricos, representando um promissor concorrente das fibras de vidro, extensamente usadas na construção de pás de aerogeradores, cuja reciclabilidade/descartabilidade e alto custo energético de produção já têm sido discutidos nos principais centros produtores de turbinas. Além disso, o desenvolvimento de turbinas eólicas para áreas com ventos de 2 a 6 m/s, considerados de baixa velocidade, utilizando perfil aerofólio S1210, pode incrementar o potencial energético de geração de regiões não originalmente elegíveis para a instalação de turbinas de grande porte. Este estudo propõe a avaliação do uso da fibra de juta (Corchorus capsularis) no projeto de pás de uma turbina eólica de pequena escala, considerando os parâmetros aerodinâmicos e estruturais. O presente projeto foi desenvolvido incorporando a Teoria da Quantidade de Movimento Angular do elemento de Pá (BEM), a Teoria Clássica dos Laminados (TCL) e a Teoria de Fluxo de Cisalhamento de Bredt-Batho Extendida (EBSFT), de forma a levantar as propriedades elásticas e possibilitar o uso dos critérios de falha. As lâminas do compósito foram caracterizadas segundo a ASTM D 3039, ASTM D 638 e ASTM D 5379. As propriedades mecânicas levantadas, aliadas aos parâmetros elásticos da seção transversal, rigidez torsional, rigidez axial e rigidez flexural de EIy 4.97 x 104 Nm2, EIz 1,45 x 106 Nm2, EI 9,47 x 104 Nm2 e GJ 1873,6 x 106 Nm2 ,respectivamente, demonstraram a viabilidade do uso da fibra de juta aplicadas ao laminado estrutural na construção da pá, definido segundo o critério de falha de tensão máxima, se apresentando para concorrer com as fibras de vidro hoje utilizadas.