MASW e as Fundações de Torres Eólicas

Com a crescente demanda por energia em todo o mundo, a energia eólica tem se destacado por ser uma fonte renovável e de baixo impacto ambiental. O desenvolvimento de tecnologias que permitem a construção de parques eólicos eficientes com custo reduzido é de vital importância para a consolidação dessa alternativa energética.

A energia eólica é mais eficiente quando explorada em grande escala, portanto as torres de sustentação das turbinas são edificações que necessitam ser instaladas sobre uma base estável. Dentre outros desafios da engenharia, merece destaque o planejamento de uma base adequada, considerando principalmente o peso da torre e resistência do solo, sem cair num alto custo, resultante de robustas, e por vezes, desnecessárias fundações.

Nesse contexto, torna-se visivelmente necessária a realização de um estudo prévio para entendimento do substrato rochoso e do terreno onde a instalação será realizada, visando não só atender as normas de segurança, como também assegurar o sucesso do trabalho através da redução de riscos financeiros associados.

Em cumprimento às exigências normativas da ABNT, o método geotécnico obrigatório empregado no Brasil para verificar a rigidez do solo é o ensaio de resistência à penetração, também conhecido como SPT (do inglês Standard Penetration Test) ou o também largamente utilizado CPT (do inglês Cone Penetration Test). Ambos são obrigatórios, porém apresentam várias limitações quanto ao tempo de execução e volume de cobertura. Nessa perspectiva sugerimos a adoção de estudos geofísicos 2D e 3D, mais precisamente, inferência sobre a rigidez do solo a partir do registros de ondas cisalhantes.

Cientificamente, a rigidez de um material é definida como uma medida de resistência à deformação e, em última análise, correlacionada com os módulos elásticos do material, descrevendo seu comportamento sob stress. A velocidade da onda de cisalhamento (Vs) é a grandeza mais próxima de representar a rigidez de materiais, sendo uma propriedade amplamente estudada e utilizada em projetos de engenharia geotécnica.

Conforme citado anteriormente, novas tecnologias têm surgido para atender o crescente mercado e necessidade por energia em todo o mundo. Assim, o levantamento MASW, já amplamente usado em países como Estados Unidos, surge como uma alternativa moderna, rápida e de baixo custo que permite a obtenção de perfis de velocidade da onda de cisalhamento subsuperficial (Vs) para profundidades que vão até cerca de 50 metros. O levantamento MASW consiste numa abordagem mais completa e apropriada para caracterização do subsolo em vez dos testes convencionais, pois pode fornecer até modelos 3D em subsuperfície.

Método MASW

O uso do método geofísico MASW (do inglês Multichannel Analysis of Surface Waves) consiste em um detalhado levantamento sísmico usando uma fonte que emite ondas compressionais em subsuperfícies, as quais acionam modos cisalhantes que por sua vez são captados por geofones. Comumente é imposta uma força de cerca de 16 libras no solo através do impacto de uma marreta em uma placa metálica posicionada sobre o solo, gerando ondas que serão captadas por receptores através de geofones de 4,5hz (frequencia natural). Devido ao uso de multicanais, o método garante maior resolução, pois cada ponto amostrado é registrado em diversos canais. Assim, é possível extrair um sinal destacado, mesmo em meios contaminados por ruídos como os gerados por ventos, trovões, tráfego de veículos e outros.

Estrategicamente, para cada onda gerada, é construído um perfil do módulo cisalhante no centro do arranjo dos geofones. A partir desses perfis é interpretada a rigidez do material, bem como sua possível litologia representativa.

Executada uma fonte passa-se a próxima posição deslocando o material manualmente ou arrastado com uso de veículos (figura 1).

Figure 1:Arranjo Masw rebocado