A energia marinha é um segmento promissor dentro da indústria de energia renovável, que aproveita a energia cinética de fenômenos naturais como correntes de água e marés e a converte em energia limpa que pode abastecer as comunidades costeiras locais. Existe um potencial incrível e há muitos projetos inovadores em curso que visam avançar na exploração deste recurso renovável.
Um desses projetos está sendo liderado por pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) em parceria com o Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico. Juntos, eles têm investigado como a fabricação aditiva pode ser usada para aprimorar as tecnologias de energia marinha, com foco particular na geração de energia das marés, que utiliza tecnologias de turbina para converter a energia das águas das marés em energia que podemos usar.
Nos últimos dois anos, o projeto tem testado e analisado diversos materiais e tecnologias de impressão no desenvolvimento e produção de longarinas de turbinas de marés. As longarinas da turbina são peças de suporte de carga dentro de um conjunto de turbina que mantêm a pá da turbina no lugar. O componente não só deve ser capaz de suportar a estrutura da turbina, como também deve suportar as forças corrosivas do ambiente oceânico. Após algumas avaliações, a impressão 3D termoplástica não foi considerada adequada para esta aplicação específica; os melhores candidatos para a produção de longarinas de turbinas de maré eram aço inoxidável e deposição de metal a laser.
“Abrimos um espaço de design realmente único através da impressão 3D”, disse Paul Murdy, engenheiro mecânico do NREL e investigador principal do estudo AM de energia marinha. “Este projeto demonstrou que a fabricação aditiva tem potencial para produzir estruturas muito fortes e rígidas que serão boas para a energia marinha .”
A longarina da turbina impressa em 3D que a equipe do NREL vem desenvolvendo foi projetada para se adequar aos sistemas de tubinas de maré existentes. Isto, dizem os investigadores, poderia facilitar a rápida prototipagem de novos dispositivos de energia marinha para vários setores da economia azul, incluindo a aquicultura e as micro-redes, o que poderia abastecer as comunidades costeiras. No futuro, também tornaria mais fácil para as cidades e comunidades costeiras substituir componentes desgastados nos seus sistemas de energia marinha, imprimindo peças localmente, levando a uma menor dependência das cadeias de abastecimento.
Miguel González-Montijo, estagiário graduado no NREL que projetou a peça, disse: “Para comunidades específicas em locais específicos, a energia marinha pode ser uma virada de jogo. Por exemplo, a minha casa, Porto Rico, poderia beneficiar de uma rede energética melhorada que incorporasse tecnologias de energias renováveis, como a energia hidrocinética marinha. Estas tecnologias poderiam ajudar muitas cidades pequenas a construir resiliência e independência energética, ao mesmo tempo que fornecem energia renovável de origem local.”
Atualmente, a longarina da turbina de maré impressa em 3D está passando por testes nas instalações do NREL, incluindo testes de fadiga e testes de carga de até 1.900 libras (supostamente 50% a mais do que se espera que a peça possa suportar no ambiente oceânico). Esta iteração da longarina da turbina foi impressa em 3D usando um sistema robótico da Ai Build e um material de aço inoxidável.
O processo de impressão levou cerca de uma semana para ser concluído. “A validação estrutural é fundamental para garantir que a longarina reagirá às forças da vida real da maneira prevista pelos nossos modelos”, acrescentou Murdy. “Isso também nos ajuda a entender como o novo processo de fabricação aditiva difere das técnicas convencionais de fabricação de aço e como podemos considerá-lo em projetos futuros.”
Os testes marcam uma das fases finais do esforço de investigação, que demonstrou o valor e o grande potencial da utilização da produção aditiva para aplicações de energia marinha. Após os testes, os pesquisadores do NREL continuarão desenvolvendo e ajustando o design da longarina da turbina impressa em 3D, bem como explorarão outras aplicações potenciais para AM na energia marinha. Para saber mais sobre as longarinas acesse o site.
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