VIBRAÇÕES AEROELÁSTICAS EM TORRES ESBELTAS

Resumo

Vibrações transversais à direção principal de ação do vento são muito comuns em torres de seção constante ou variável, devidas ao desprendimento alternado de vórtices. Embora raramente provoquem o colapso imediato da estrutura, ao longo do tempo podem reduzir a vida útil por fadiga de torres metálicas soldadas. O fenômeno de desprendimento de vórtices é bastante complexo, pois envolve mecanismos de interação fluido-estrutura. O estudo desse fenômeno tem sido alvo de intensas pesquisas, principalmente por meio de modelos semi-empíricos considerando os efeitos tridimensionais inerentes ao problema. Este trabalho apresenta a formulação de um modelo analítico, desenvolvido no domínio do tempo, para avaliação de respostas induzidas por desprendimento de vórtices em torres de seção circular. O modelo utiliza descrição matemática não linear da força aeroelástica em escoamento bidimensional, estendendo a condições tridimensionais promovidas pela turbulência do vento, variação da velocidade de vento e do diâmetro da torre ao longo da altura. São apresentadas comparações preliminares com resultados experimentais de ensaios em túnel de vento colhidos da literatura, com obtenção de excelente concordância. Uma torre de telecomunicações que apresenta vibração excessiva foi analisada e os resultados foram comparados às medições realizadas “in situ” na torre sob ação de vento com alta turbulência.