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Modelagem Estocástica do Fenômeno de Fadiga: Aplicação ao Problema de Previsão da Vida de Cabos de Transmissão

Descrição: A incidência de ventos em linhas de transmissão de energia provoca vibrações mecânicas de alta freqüência e baixa amplitude que podem levar à fadiga do cabo. Devido às características intrínsecas de vinculação do cabo à torre de transmissão, o processo de falha ocorre na ligação do cabo com o grampo de suspensão e é controlado basicamente pelo fenômeno de fadiga por fretting [Fadel, 2012]. Os prejuízos sócio-econômicos causados pela falha de uma linha de transmissão podem ser bastante significativos. Por exemplo, em 2001, aproximadamente 67 milhões de habitantes das regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil ficaram sem energia elétrica por várias horas devido a um blackout provocado pela ruptura por fadiga de uma linha de transmissão de 460kv que atravessava o rio Paraná, no estado de São Paulo. Estima-se que em valores atuais essa interrupção, que teve uma duração aproximada de dez horas, custou ao sistema algo em torno de R$ 68.064.041,50, apenas devido ao não fornecimento de energia. Segundo o Guia para Medição de Vibração de Linhas Aéreas (Cigré GT 11, 2003; CIGRE WG 04), atualmente a previsão de vida de condutores é realizada de forma determinística utilizando a regra de acúmulo de dano de Palmgren-Miner acoplada a uma curva S-N conhecida como Safe Border Line e a uma história de carregamento obtida por uma técnica simplificada de contagem rainflow (baseada em amostragens relativamente pequenas - Duração das seqüências de medição da ordem de 10 segundos, realizadas 4 vezes por hora, 24 horas por dia, durante um período não superior a 3 meses). Em geral, as previsões realizadas segundo essa metodologia não representam de forma satisfatória a vida real/residual do condutor, o que pode levar a falhas catastróficas, conforme comentado no parágrafo anterior. Assim, essa pesquisa pretende não apenas estudar o efeito da previsão da vida a fadiga em cabos utilizando essa técnica padrão, mas também avaliar o efeito da dinâmica estrutural sobre sobre os esforços atuante no cabo e implementar técnicas de previsão baseadas em informações espectrais e desenvolver uma metodologia de previsão de vida baseada na probabilidade de falha do componente.

Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (2) Doutorado: (1).

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.