O documento fornece informações sobre pás eólicas produzidas pela Aeris Energy. Discute conceitos de design, processos de manufatura, principais tipos de defeitos e reparos em operação. Detalha a história da Aeris Energy, seus locais de produção, processos produtivos como preparação de materiais, infusão, acabamento e inspeção de qualidade.

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Pás Eólicas – Conceitos de Design,
Manufatura, Principais tipos de Defeitos
e Reparos em Operação.
22 de Março de 2018
Edgar Martins, Evandro Prado e Rodolfo Meleiro

3. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
A Aeris foi fundada em 2010 com o objetivo de se tornar uma referência no setor de fabricação de pás
eólicas. Para atingir esse objetivo, a empresa criou uma equipe altamente qualificada com o potencial
de agregar valor e qualidade ao produto, respondendo eficientemente aos desafios do mercado eólico..
Aeris Energy
• Fundação: 2010
• Empregados: 2.500+
• Politica de Gerenciamento Integrado: ISO 9001, 14001 e OHSAS 18001
Clientes*:
* Suzlon: fora de produção
Aeris Energy – Histórico

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Aeris Energy – Localização
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Aeris está estrategicamente localizada dentro do Complexo Industrial do Porto do Pecém, no estado do Ceará,
sua localização permite não apenas atender aregião Nordeste do país, mas também outras áreas do território
brasileiro e outros países enviando pás utilizando a novíssima infraestrutura do porto, localizada apenas 17 Km da
nossa planta.
Complexo Industrial do Porto do
Pecém - Caucaia/CE
Transporte Marítimo de pás
Client:e: Acciona

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Aeris Service – Histórico
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Fundada em 2013 como um braço de serviços da Aeris Energy, Aeris Service foi inicialmente formada para
atender as demandas dos clientes no Mercado Brasileiro. A àrea de Serviços faz uso do conhecimento adquirido na
manufatura de pás, da estrutura industrial e também do acesso aos fornecedores de matéria prima para fornecer ao
Mercado uma alta qualidade e um serviço agil na inspeção e manutenção de pás.
• Fundação: 2013
• Empregados: 50+
• Principais Serviços oferecidos:
• Reparos cosméticos e estruturais “on the
ground” e “up-tower”.
• Inspeção de recebimento de pás nos
parques.
• Inspeção do status “real” das pás para fim de
garantia, compra e venda de parques.
• Análise técnica/estrutural de problemas
críticos.
• Manutenção e reparos em outros
componentes da turbina: Nacelles, Spinners
e Torres.
• Certificação técnica dos colaboradores em
conformidade com todas as normas de
segurança:
• NR 10, NR12, NR18, NR23, NR33,
NR35, BST
• Direção defensiva
• Treinamento de primeiros socorros.
• Acesso por cordas (IRATA/ANEAC)

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CONCEITOS DE DESIGN

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Componentes de Turbinas Eólicas
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Função: converter energia
cinética em energia elétrica
Fundação
Torre
Nacele
Gerador
Caixa de redução
Cubo
Pás

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Projeto Aerodinâmico
Velocidade resultante:
Vento (constante na pá)
Tangencial (varia no raio)
Devido a velocidade resultante
variando ao longo da pá, cada
secção na longitudinal tem um
perfil e torção ideal
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Vtangencial
VVento
VResultante
VTangencial

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Cálculo de Cargas
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Padrão conforme normas:
GL2010
DNVGL-ST-0437
IEC 61400-1
Simulação aero elástica de multicorpos
Fundação
Torre
Dinâmica da caixa de redução
Sistema de controle
Pás
Aproximadamente 3500 simulações
Software especializado (Bladed, FAST, etc)

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Materiais
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Industria baseada em compósitos:
Vidro-E / Vidro-H
Carbono
Resina Epóxi ou Poliéster
Exemplo: Viga quadrada (limitada em resistência)
Conclusão: Material escolhido com base em custo (e processo)!
Propriedade Vidro E Carbono Aço
Custo 100% 228% 772%
Massa 100% 46% 309%
Deflexão 100% 59% 27%

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Calculo Estrutural de Pás
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Considerações e fatores de segurança conforme normas:
Certificação requerida por bancos (USA / Europa)
Verificação por 3º é uma ferramenta de mitigação de risco no projeto
Cálculos:
Resistência pura da fibra (FF)
Resistência da resina (IFF)
Flambagem
Fadiga
Frequência Natural

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Ensaios de Pás
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Considerações e fatores de segurança conforme normas:
Complemento/validação dos cálculos
Projeto só é validado depois de ensaiado!
Testes:
Estático
Fadiga

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PROCESSOS PRODUTIVOS
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Preparação do Kit de tecidos
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Seguindo as especificações
do desenho, as camadas
de tecidos (UD e Biax) são
cortadas nas dimensões e
colocadas em um pallet de
forma sequenciada para
serem colocadas nos
moldes de fabricação.
As camadas são colocadas
nas posições determinadas
no desenho e acomodadas
de maneira que não haja
dobras que possam gerar
ondulações no laminado
após a infusão
Acomodação da camadas – Lay-up

15. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Infusão
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Após a colocação de todas as camadas
de tecido e do “core material” (espuma
e balsa), é colocado sobre o molde uma
bolsa plástica e com auxilio de bombas
de vácuo, é criada uma diferença de
pressão que possibilita a injeção de
resina epóxi.
O processo é 100% monitorado para
que não gere áreas secas ou mal
impregnadas.
Após a cura das duas cascas (Intra e
Extra), é realizada a aplicação da
massa de colagem nos bordos (BA e
BF), bem como nas almas.
O processo é realizado através de um
aplicador semiautomático e de forma
que a aplicação seja uniforme,
garantindo que a posição e a
quantidade de massa seja aplicado de
acordo com as especificações do
desenho e que não haja bolhas de ar.
Aplicação de Massa de Colagem

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Fechamento e Cura
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Após a aplicação de massa
de colagem, o molde é
rotacionado e fechado por
um sistema de grampos
hidráulicos. O processo de
c u r a s e i n i c i a
imediatamente após o
fechamento e é monitorado
através de uma curva de
aquecimento que é pré
estabelecida num software.
Laminação dos Reforços BA e BF
Após a desmoldagem a pá
segue para o galpão de
acabamento onde são
l a m i n a d a s , c o n f o r m e
desenho, as camadas de
reforços na região do BA e
do BF.

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Preparação de superfície e Pintura
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Embalagem e Expedição
A superfície da pá é
1 0 0 % l i x a d a p a r a
r e m o v e r b r i l h o e
promover adesão, onde
necessário é aplicada
massa para correção de
imperfeições, após isso
s ã o a p l i c a d a s a s
camadas de pintura
especificadas no desenho
seguindo os requisitos de
espessura da tinta
As pás são colocadas em
embalagens metálicas,
n o r m a l m e n t e
desenvolvidas pelas
O&M’s, para transporte
terrestre e marítimo.

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Principais tipos de Defeitos e Reparos
em Operação
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Erosão no BA Dano por Raio
Trinca no Painel Onda no Laminado

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Dano por Raio
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Raios são um fenômeno da natureza. Os danos causados por
esses são principalmente devido a:
Problemas no aterramento (na pá ou outro ponto do Sistema)
Entupimento do furo de dreno (gerando acumulo de agua)
Desgaste ou danos nos receptores
Descargas elétricas de potência acima da capacidade de proteção do sistema
O Brasil tem uma alta taxa
de incidência de raios!

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Reparo – Dano por Raio
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Defeito
Preparação da
Superfície
Checagem da Cura
Lixamento das
camadas afetadas
Laminação das
camadas
Pintura

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As principais causas de trincas no laminado/painel são as seguintes:
a) Gaps excessivos entre as placas de core material (espuma e balsa)
b) Movimentações (Handling) inadequado, não seguindo as especificações do
desenho para os pontos de suporte, içamento e utilização de equipamentos não
apropriados.
c) Ondas no plano (In plane waves) nas camadas de tecido.
d) Retrabalhos mal executados (faltando camadas, sem “overlap”, laminado mal
curado, etc).
e) Tecidos cortados durante o processo de colocação/ajustes do core material no
molde.
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Trinca no laminado/painel

22. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Reparo – Trinca no Painel
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Defeito Lixamento das camadas
e core material
Laminação das
camadas internas
Colagem e ajuste do
core material
Laminação das
camadas externas
Checagem da cura

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Ondas/Rugas no Laminado
Ondas/Rugas são geradas durante o processo de lay-up devido a má acomodação
das camadas, normalmente uma camada dobra e as camadas colocadas na
sequência acompanham esse perfil.
A orientação das fibras é alterada e com isso gera uma concentração de tensão na
região da onda, que dependendo da criticidade pode gerar uma trinca no
laminado.
A criticidade da onda é determinada pela orientação/direção (longitudinal –
menos critica, transversal – mais critica),bem como pela altura e pela relação
largura/altura da onda (AR), isto é, quanto mais alta e estreita for a onda, mais
critica ela será.
A complexidade do reparo é em função da localização da onda e quantidade de
camadas afetadas.
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24. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Reparo – Ondas/Rugas no Laminado
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Defeito Lixamento das
camadas afetadas
Infusão localizada
Reposição das
camadas
Reposição das
camadas
Laminado curado

25. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Erosão no BA é um problema severo que atinge 100%
das pás em operação
Erosão e suas variáveis:
• Condições ambientais do local de instalação
• Qualidade do material de acabamento
• Especificações de projeto (velocidade da ponta)
• Robustez do processo de acabamento
Falhas no processo de fabricação:
• Espessura real do gelcoat/topcoat abaixo do especificado.
• Umidade fora do recomendável durante a aplicação e/ou
cura da pintura.
• Má preparação da superfície antes da pintura (poros, pontos
brilhantes, etc.)
• Rugosidade superficial da pintura acima do especificado. 25
Erosão do Bordo de Ataque
A combinação de um ar com muitas partículas
suspensas e chuva tem um impacto significativo no
processo de erosão do BA

26. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Reparo – Erosão no Bordo de Ataque
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Defeito Lixamento da tinta e
das camadas afetadas
Preparação da
superfície
Pintura Reparo finalizado
Laminação das
camadas

27. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
Analise
Poros e crateras causam redução de AEP de
2% a 4%.
Delaminações causam redução de AEP de até
8%.
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Recomendações
• Inspeções periódicas e manutenções preventivas das pás reduzem
significativamente os tempos de paralisações e aumentam o AEP através da redução
das perdas geradas pela erosão no BA.
• A frequência de inspeções e manutenções preventivas podem variar um pouco em
função da localização do parque eólico, mas o recomendável é que elas sejam
realizadas anualmente.
Erosão do Bordo de Ataque

28. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
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Erosão do Bordo de Ataque
Simulação 1 - Manutenção Preventiva – Considerando
manutenção a cada dois anos.
Inspeção HD desde o solo
Inspeção e reparos de pontos críticos identificados
Reparo de erosão “leve” – 08 metros de recuperação de
BA (Reparo cosmético e limpeza/fungicida)
Simulação 2 – Manutenção Corretiva – Considerando a
primeira manutenção após quatro anos.
Inspeção HD desde o solo
Inspeção e reparos de pontos críticos identificados
Reparo de erosão “Grave” – 12 metros de recuperação
de BA (Reparo com laminação, reparo cosmético e
limpeza/fungicida)

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Erosão do Bordo de Ataque
Manutenção Corretiva após
quatro anos
Manutenção Preventiva Bienal
Manutenção Corretiva ou Preventiva
Investimento
66,7%
Fonte: Aeris Service

30. Este documento contém informações confidenciais que são de propriedade da Aeris Energy. Nem o documento nem as informações aqui contidas devem ser divulgados ou reproduzidos, no todo ou em parte, sem o consentimento expresso por escrito da Aeris Energy.
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Erosão do Bordo de Ataque
0
20
40
60
80
100
120
140
Manutenção Corretiva após
quatro anos
Manutenção Preventiva Bienal
130
53
Manutenção Corretiva ou Preventiva –
Horas de máquina parada WTG/bienal
59,2%
Fonte: Aeris Service

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Evandro Prado – Gerente de Novos Negócios
Cel.: (085) 99159-6672
evandro.prado@aerisenergy.com.br
Edgar Martins – Gerente de Operações
Cel.: (085) 98213-7698
edgar.martins@aerisenergy.com.br
Rodolfo Meleiro – Gerente de Engenharia Estrutural
Cel.: (085) 98225-3894
Rodolfo.meleiro@aerisenergy.com.br