Turbina eólica: conheça os principais componentes e como monitorar esse ativo
Segundo o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), a energia eólica representa 10,9% da matriz elétrica brasileira e a expectativa é que chegue a 13,6% em 2025. O crescimento está associado a busca pela ampliação da produção energética limpa, para honrar o compromisso assumido na Cúpula do Clima de antecipar a neutralidade climática de 2060 para 2050.
Embora seja uma energia limpa e com seu uso em expansão, é indispensável que se busque maximizar a produtividade. Para isso, torna-se impreterível que a indústria energética encontre formas de garantir a confiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade dos ativos.
A turbina eólica é um equipamento que aproveita a energia cinética dos ventos para gerar eletricidade. Conheça os principais componentes desse ativo e ações para aumentar a disponibilidade do equipamento ao identificar as principais falhas associadas, como sobreaquecimento, efeitos elétricos, dinâmicos e mecânicos.
Componentes da turbina eólica
| Componente | Possíveis falhas | Método de identificação |
| Pás Responsáveis por captar a energia cinética do vento e transferi-la para o rotor. | Desbalanceamento | Monitoramento de vibração e temperatura |
| Rotor Transfere o movimento das pás para o eixo central, que pode ser horizontal ou vertical. | Desbalanceamento Travamento Problemas de lubrificação Defeitos de rolamento Problemas mecânicos | |
| Caixa de transmissão Aumenta em até 120X a velocidade que vem do rotor, para uma velocidade na qual o gerador possa operar. | Folgas Problemas de lubrificação Defeitos de engrenagem | |
| Gerador Responsável pela conversão da energia mecânica de rotação do eixo em energia elétrica. | Sobreaquecimento Mau contato Problemas de lubrificação Defeitos de rolamento | Monitoramento de corrente e tensão Monitoramento de vibração e temperatura |
| Rolamento Principal Suporta o eixo giratório de baixa velocidade e reduz o atrito entre as partes móveis. | Folgas Problemas de lubrificação Defeitos de rolamento | Monitoramento de vibração e temperatura |
| Nacele Abriga todo o mecanismo do gerador, como: caixa multiplicadora, freios, embreagem, mancais, controle eletrônico, sistema hidráulico etc. | Dano na vedação Desgastes | Inspeção sensitiva |
| Torre Dá sustentação ao restante do equipamento. | Corrosão Desgastes |
Como aumentar a confiabilidade das turbinas eólicas
Uma das principais formas para aumentar a confiabilidade da turbina eólica é por meio da gestão eficiente desses ativos, que engloba o planejamento da manutenção e ferramentas para o monitoramento de possíveis indicativos de falha.
O planejamento da manutenção deve indicar o risco de mau funcionamento da máquina, evitando uma parada não planejada. Existem várias grandezas que podem ser mensuradas para avaliar a operação, mas as que trazem maior assertividade a uma grande quantidade de ativos são: vibração, temperatura, corrente e tensão.
Análise de vibração e temperatura
A análise de vibração é uma das técnicas de manutenção preditiva, que utiliza a medição da vibração para monitorar a saúde de máquinas.
Para aferir a vibração e temperatura de forma contínua, utilizam-se sensores fixados na máquina. Assim, com a coleta desses dados, é possível verificar anomalias mesmo não visíveis em uma primeira análise. E, ao mesmo tempo, sem interromper a utilização da máquina. Cada componente tem uma assinatura de vibração característica, que, quando saem do padrão, indicam um modo de falha.
Da mesma forma, o monitoramento da temperatura permite acompanhar variações que podem indicar um sobreaquecimento, como consequência do surgimento de um defeito.
Leia também: Análise de vibração em máquinas industriais: principais ganhos (dynamox.net)
Análise de corrente e tensão
Os dados de corrente e tensão contribuem para a identificação de possíveis falha, bem como podem indicar o agravamento da condição de operação. Essas informações permitem identificar problemas relacionados a tensões de alimentação, problemas de isolamento ou conexão, variação de carga, entre outros.
Para a aquisição dessas informações, pode-se utilizar placas ou sensores acoplados no equipamento elétrico, que mantêm uma coleta contínua de dados. Esse tipo de monitoramento permite rastrear falhas incipientes em partes específicas do acionamento do motor elétrico. Além disso, ter uma indicação clara de quão rapidamente as anomalias estão evoluindo ao longo do tempo.
Veja alguns exemplos: Motores elétricos: 5 casos de análise de condição (dynamox.net)
Análise sensitiva
A inspeção sensitiva é uma técnica em que o analista utiliza os sentidos humanos para avaliar o equipamento. Entretanto, existe também a sensitiva instrumentada, que consiste no uso de dispositivos e instrumentos para analisar sinais que normalmente não podem ser percebidos pelos sentidos humanos.
Ela é utilizada para a detecção de problemas como ferrugem, vazamento de óleo, presença de odores anormais, espessura de chapas, parafusos desgastados etc. A inspeção sensitiva, geralmente, é um dos primeiros passos para implementar um plano de manutenção que englobe estratégias preditivas, para além das corretivas e preventivas.
Leia também: Inspeção Sensitiva na manutenção (dynamox.net)
Gestão estratégica da manutenção em turbinas
Para que a manutenção se torne estratégica, é necessário que se tenham dados organizados de modo a apoiar a tomada de decisão. Isto é, utilizar técnicas preditivas para evitar a troca desnecessária de componentes, assim como eliminar as paradas não planejadas.
A aquisição de dados por meio de sensores é uma das melhores formas de se obter a acurácia das informações. Essas análises contribuem para que o gestor saiba quando é necessário intervir ou, até mesmo, definir quando o componente deverá ser trocado. As informações contínuas oferecem a possibilidade de traçar um planejamento assertivo, contribuindo para garantir a disponibilidade e confiabilidade do parque eólico como um todo.