Proteção contra raios em torres eólicas

TRANSCRIÇÃO PARA DEFICIENTES AUDITIVOS

Seja muito bem vindo ao nosso TelCast! O episódio de hoje é sobre a proteção de torres eólicas contra os danos causados por descargas atmosféricas.

As fontes renováveis de energia serão no futuro, as principais geradoras para os consumidores, visto que não são prejudiciais ao meio ambiente e consomem recursos praticamente inesgotáveis. Nessa linha, estão as turbinas eólicas, que transformam ventos em energia elétrica limpa e sustentável.

Seu princípio básico de funcionamento é similar ao de um catavento, onde as correntes de ar movimentam as pás e estas, por sua vez, giram um rotor acoplado a um gerador, responsável por transformar a energia mecânica em elétrica. E quanto maiores forem essas pás, maior será a capacidade de geração da turbina. Por isso, é possível ver geradores com incríveis, 140 metros de altura.

E como já é de se imaginar, estes serão frequentemente atingidos por descargas atmosféricas. Na inexistência de uma proteção específica adequada, pequenos danos físicos nas pás ou de grandes magnitudes podem ocorrer, principalmente incêndios nas nacellas, que são as partes onde estão os equipamentos de rotação e geração de energia.

Acidentes como estes podem causar prejuízos milionários, tanto dos equipamentos que serão comprometidos como a interrupção da produção de energia. Portanto, é extremamente importante que todos os geradores eólicos possuam um sistema completo de proteção contra raios.

Entretanto, a NBR 5419 não contempla tal proteção em seu escopo e deixa a critério da norma IEC 61400-24, dimensionar e estabelecer os requisitos básicos. Apesar de ser uma norma diferente, o primeiro passo também é o estudo do gerenciamento de risco. Este, no entanto, é um pouco mais simplificado e voltado para a realidade das turbinas e fazendas eólicas.

Após definir o nível de proteção, é preciso projetar o SPDA , que dependerá muito de como será a estrutura do aerogerador. Como existem torres eólicas metálicas, de concreto e mistas, saber sua formatação é fundamental para otimizar a proteção contra raios. Isso porque uma torre inteiramente metálica, somente precisa ter sua continuidade elétrica assegurada para servir de elemento natural de SPDA. Já as torres de concreto, precisam de alguns cuidados, uma vez que são construídas em módulos ou aduelas. É por este motivo que precisam ter pontos de conexão e a continuidade elétrica em seu interior.

Por isso, é ideal que a proteção contra raios seja executada antes da construção das partes de concreto e que se utilize conectores do tipo Aterrinsert e barras auxiliares como a “Rebar”, para serem facilitadores desta etapa.Caso contrário, provavelmente será preciso instalar um sistema externo de descidas e aterramento, e certamente o custo será muito elevado.

Outro ponto importante que requer um cuidado especial é com relação às pás da turbina.
A maioria das lâminas atuais são fabricadas por um composto de plástico reforçado por fibras, que apesar de ser um material leve e resistente, ao sofrer o impacto de um raio irão se danificar. Por isso, o subsistema captor deverá ser colocado nas áreas da superfície da lâmina, onde os líderes ascendentes podem se originar e causar danos ou perfurações.

Este subsistema pode fazer parte da estrutura da pá, ser formatado por componentes adicionados ou combinados. E, apesar de se tratar de um subsistema captor de raios, as premissas da NBR 5419 não podem ser aplicadas a este, apenas às regras específicas citadas no trecho 8.2.3 da IEC 61400-24.Este também deverá ser garantido pelo fabricante quanto a sua eficácia, durabilidade e continuidade elétrica.

Por fim, também é preciso que medidas de proteção contra surtos sejam adotadas, para evitar que equipamentos sofram explosões durante o impacto do raio na torre. E nessa parte, é recomendada a utilização de DPSs de alta qualidade e durabilidade como os fabricados pela DEHN, visto que a manutenção desses aerogeradores pode ocorrer em intervalos longos, muito superiores à expectativa de vida dos DPS de baixa tecnologia.

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