p O ex-líder australiano dos Verdes Bob Brown ganhou as manchetes esta semana depois de se opor a um parque eólico proposto na Ilha Robbins da Tasmânia. O desenvolvimento veria 200 torres construídas, cada um estando a 270 metros da base até a ponta de suas lâminas. p Deixando de lado a questão do desenvolvimento da Ilha Robbins, estas serão torres extraordinariamente altas. Contudo, eles se encaixam perfeitamente na tendência atual de turbinas eólicas.

p As turbinas eólicas vêm em muitos designs, mas o mais comum é o chamado tipo de "eixo horizontal", que parecem leques gigantes em postes. Este tipo de turbina é altamente eficiente para transformar a energia do vento em energia elétrica.

p Observadores atentos terão notado que essas turbinas foram ganhando tamanho com o passar dos anos. Na década de 1990, as turbinas eólicas normalmente tinham alturas de cubo e diâmetros de rotor da ordem de 30 m. Hoje, as alturas dos cubos e os diâmetros do rotor estão ultrapassando os 100 m.

p Maior é melhor

p Quando se trata de turbinas eólicas, maior é definitivamente melhor. Quanto maior o raio das pás do rotor (ou diâmetro do "disco do rotor"), quanto mais vento as pás podem usar para se transformar em torque que aciona os geradores elétricos no cubo. Mais torque significa mais potência. Aumentar o diâmetro significa que não apenas mais energia pode ser extraída, mas isso pode ser feito de forma mais eficiente.

p Lâminas de turbina maiores e mais longas significam maior eficiência aerodinâmica. Criar mais energia em uma turbina significa que menos energia é perdida conforme ela é movida para o sistema de transmissão, e de lá para o gerador elétrico. As economias de escala fornecem um impulso esmagador para as empresas de energia eólica desenvolverem pás de rotor maiores.

p As turbinas eólicas também estão ficando mais altas devido à forma como o vento viaja ao redor do mundo. Porque o ar é viscoso (como mel muito ralo) e "gruda" no chão, a velocidade do vento em altitudes mais elevadas pode ser muitas vezes maior do que no nível do solo.

p Portanto, é vantajoso colocar a turbina no alto do céu, onde há mais energia para extrair. Terrenos montanhosos (como o cume de uma montanha) também podem distorcer o vento, exigindo que os engenheiros projetem as turbinas eólicas para serem ainda mais altas para capturar o vento. As turbinas eólicas usadas offshore são geralmente maiores e mais altas devido aos níveis mais elevados de energia eólica disponível no mar.

p Tipicamente, turbinas onshore (mais comuns na Austrália) têm pás entre 40m e 90m de comprimento. As alturas das torres estão geralmente na faixa de 150 m. As turbinas offshore (aquelas situadas no mar e comuns na Europa) são muito maiores.

p Um dos maiores projetos de turbinas eólicas do mundo, Haliade-X de 12 megawatts offshore da General Electric, tem 107m de lâminas e uma altura total de 260m. Como comparação, A torre Centrepoint de Sydney tem 309 m de altura.

p Se as turbinas da Ilha Robbins forem de fato construídas para 270m, conforme relatado na mídia, eles eclipsariam os gigantes da General Electric. Eu não posso falar sobre a probabilidade disso, mas eu presumiria que os engenheiros terão que selecionar a melhor turbina para as condições de vento predominantes e a infraestrutura existente.

p Alturas desafiadoras

p A busca por turbinas maiores e mais altas vem com seu quinhão de desafios de engenharia.

p Lâminas mais longas são mais flexíveis do que as mais curtas, que pode criar vibração. Se não for controlado, essa vibração afeta o desempenho e reduz a vida útil das lâminas e de qualquer coisa a que estejam conectadas, como a caixa de engrenagens ou gerador.

p Materiais e técnicas de fabricação são constantemente refinados para criar mais tempo, e mais duradouro, lâminas de turbina.

p Turbinas mais altas geram mais energia, que coloca mais cargas na caixa de engrenagens e no sistema de transmissão, exigindo que engenheiros mecânicos desenvolvam novas maneiras de converter o torque cada vez maior em energia elétrica. Turbinas eólicas mais altas também precisam de torres e fundações de suporte mais fortes. A lista de desafios é longa.

p Conforme as turbinas crescem, o mesmo acontece com o barulho que eles fazem. A fonte dominante de ruído ocorre na borda externa das lâminas. Aqui, a turbulência causada pela própria lâmina cria um som de "assobio" ao passar pela borda de fuga. Mais ruído é criado quando a lâmina corta a turbulência atmosférica com o vento ao entrar na torre.

p O ruído não é apenas uma questão de tamanho. Se uma turbina for colocada na esteira de outra, o som de suas lâminas passando pelo ar altamente turbulento criado pela turbina a montante será muito alto.

p Manter o ruído sob controle requer soluções inventivas, como pegar ideias emprestadas da natureza:a coruja voadora silenciosa usa penas serrilhadas para controlar o ruído e agora estão sendo usadas para tornar as turbinas barulhentas mais silenciosas.

p Claro, desafios de engenharia não são as únicas considerações para a criação de parques eólicos. Efeitos ambientais, barulho, impactos visuais e outras preocupações da comunidade devem ser considerados, como acontece com qualquer grande projeto de infraestrutura. Mas as turbinas eólicas são uma das formas mais econômicas e tecnologicamente sofisticadas de energia renovável, e, à medida que o mundo desenvolvido enfrenta as mudanças climáticas, veremos apenas mais delas. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.