Imagine um mundo em que metade de nossa eletricidade seja gerada de forma renovável por parques eólicos offshore. Agora imagine um poderoso furacão atingindo a costa onde essa fazenda está localizada. Se desenvolvedores, engenheiros e legisladores não se prepararam para este evento, a costa pode enfrentar grandes consequências, como apagões e quedas de energia. Este é um cenário que Sanjay R. Arwade, professor de engenharia civil e ambiental na UMass Amherst, está trabalhando para se proteger à medida que o vento offshore se torna mais proeminente no mercado dos EUA.

“A energia eólica offshore é uma grande oportunidade para os EUA, particularmente na costa leste ... mas ao longo da costa leste dos Estados Unidos, existem riscos de furacão, um problema que sabemos modelar e mitigar. Só vai precisar do trabalho de pesquisa para garantir que fazemos o desenvolvimento certo, "Arwade diz.

UMass Amherst tem as ferramentas e especialistas necessários para enfrentar os problemas de pesquisa colocados pela energia eólica offshore. O campus abriga o Centro de Energia Eólica (WEC), onde muitas dessas avaliações de risco são estudadas, e os pesquisadores da UMass contribuíram extensivamente para um relatório de recomendação e avaliação de vento offshore publicado recentemente pela Massachusetts Research Partnership in Offshore Wind. O relatório sugere que Massachusetts pode ser um líder no desenvolvimento de energia eólica offshore nos Estados Unidos. Arwade, um membro do WEC e um co-autor do relatório, liderou uma equipe de estudantes de graduação e pesquisadores de pós-doutorado para determinar os riscos representados por furacões por meio de simulações e experimentos.

"Muito do que estamos fazendo é reunir componentes de pesquisa que são bem compreendidos por si próprios, mas não foram vinculados de maneiras significativas, "Arwade disse, “As pessoas sabem fazer a análise de estruturas offshore, da indústria de petróleo e gás nos EUA à indústria eólica offshore na Europa. Em grande medida, as pessoas sabem modelar furacões, mas o que não foi feito foi colocar essas duas coisas juntas. "

Por meio de colaborações com outras universidades, Arwade diz que sua equipe e colaboradores descobriram que os furacões têm características em seus campos eólicos que podem ser importantes para o projeto de turbinas eólicas offshore. Eles também observaram como as grandes ondas de quebra interagem com as estruturas. Outra pesquisa em que a equipe de Arwade está trabalhando inclui a análise de turbinas de fundo fixo e flutuante e as oportunidades que surgem delas, criar mapas de onde ocorrem as ondas de rebentação e usar cenários para examinar as probabilidades de furacões em relação às mudanças climáticas no futuro.

Por sua vez, A pesquisa do WEC sobre avaliação de risco de furacão irá beneficiar a indústria eólica offshore, fornecendo aos desenvolvedores as informações de que precisam para projetar e implementar fazendas offshore com segurança energética e confiabilidade em mente.

"Ao fornecer modelos melhores para o risco de furacão, acho que podemos ajudar a garantir a segurança energética, essencialmente para ajudar os reguladores a garantir que daqui a 20 anos, quando alcançarmos uma presença de energia renovável mais forte, que quando você liga o interruptor, as luzes se acendem ", diz Arwade.

Outro grande impacto de segurança do projeto offshore é a mudança dos padrões para garantir estruturas eólicas offshore seguras e eficazes.

"A maior coisa que vai acontecer é a revisão dos códigos de design, "Arwade disse sobre a pesquisa que sua equipe está fazendo, "Então, quando um grupo de engenheiros vai projetar uma estrutura, o que eles fazem é fazer referência a códigos de design ou especificações de design e esses códigos de design instruem efetivamente o engenheiro sobre a resistência de fazer uma estrutura em um determinado local. Diz ao engenheiro quais são as cargas e coisas assim. Já houve algum progresso nessa direção em direção ao desenvolvimento de padrões de design baseados em furacões, mas acho que é onde o impacto será sentido. "

A energia eólica offshore está se tornando uma indústria global que precisa passar por mais pesquisas para avançar nos Estados Unidos. O referido relatório estimou que "a eletricidade como uma fração do consumo mundial de energia aumentará de 18% agora para 40% em 2050", e que "86% dessa eletricidade será gerada a partir de recursos renováveis, quase todos virão da energia eólica (em terra e no mar), energia solar fotovoltaica, e energia hidrelétrica. "

O trabalho que Arwade e outros especialistas da UMass Amherst estão fazendo é importante para o futuro da energia eólica offshore em Massachusetts. O campus está preparado para liderar a pesquisa, com muitas recomendações incluídas no relatório.

"Não podemos permitir que esta indústria seja prejudicada por falhas inesperadas, "diz Arwade.