Gêmeos digitais aplicados ao comportamento dinâmico de torres eólicas

Descrição

Torres eólicas são estruturas complexas, cujo comportamento estrutural ainda aparece como um desafio a ser compreendido, principalmente quando submetidas a cargas dinâmicas de características aleatórias, como verificado em cargas de vento. Ao compreender os níveis de vibração, deslocamento e deformação de torres eólicas submetidas a escoamentos aleatórios, é possível identificar e avaliar situações dinâmicas críticas à estrutura, capazes de levá-la a falhas por fadiga e, em casos extremos, colapsos estruturais quando o regime dinâmico equaliza com a frequência natural da estrutura. Uma forma de compreender tais grandezas se dá por meio da análise de sinais característicos de sensores instalados na estrutura e a instrumentação eletromecânica e eletroeletrônica pode facilitar a análise dinâmica de estruturas, ao viabilizar o acesso a sinais elétricos diretamente associados ao comportamento dinâmico da estrutura submetida a campos de escoamentos aleatórios. O uso de sensores de vibração, deslocamento e deformação é muito difundido na área de monitoramento de saúde estrutural. Por outro lado, modelos dinâmicos são amplamente estudados em softwares de engenharia para simular iterações fluido-esturura, identificar padrões de vibração, prever comportamento e direcionar o projeto estrutural de modo a evitar frequências naturais observadas. A integração do mundo físico com o mundo digital, muitas vezes definido como sistema ciberfísico, ou gêmeo digital, pode acrescentar mais tecnologia e resiliência ao projeto e monitoramento de estrutura do tipo torre eólica. Assim, este projeto visa a construção de um sistema ciberfísico que integre um ambiente físico composto por um modelo simplificado de torre eólica, do tipo viga engastada, submetida a um escoamento aleatório, e um ambiente de modelagem de engenharia, compartilhando dados reais adquiridos de sensores do tipo, acelerômetros e células de carga, com o modelo digital para criação de um gêmeo digital.