7.1 Conclusões
A proposta de modelo geométrico do flutuador, definida como premissa de projeto, encontra embasamento nas literaturas estudadas sobre o assunto, que reforçam seu potencial como solução para a configuração do dispositivo conversor de energia das ondas. O sítio selecionado em 3.2 proporciona uma faixa de limites geométricos ao flutuador que corrobora com a proposta conceitual do dispositivo, validando assim sua aplicabilidade como balizador do presente estudo.
A utilização do Ansys Aqwa como ferramenta de análise mostrou-se o principal desafio do trabalho, pela falta de conhecimento do autor sobre o programa, limitado material de apoio disponível gratuito na internet, e ausência de pessoas com experiência suficiente com o programa no curso de engenharia naval para dar suporte. Entretanto, após adquirir expertise na operação do programa, o autor avalia que o mesmo é uma ferramenta valiosa para análises hidrodinâmicas, em especial no que tange estudos de energia das ondas.
As análises sobre o RAO e massa adicional comprovaram seu potencial como insumo para tomada de decisão em relação a geometria do flutuador, bem como identificação dos parâmetros mais relevantes para a extração de energia das ondas. Através delas, um número considerável de modelos pôde ser testado, e conclusões importantes puderam ser elaboradas, como por exemplo a definição do comprimento, ângulo lateral e tamanho de chanfro como elementos principais da adequação do flutuador ao sítio. Adicionalmente, o autor acredita que análises sobre o amortecimento por radiação também poderiam ser utilizadas com este propósito, já que impactam tanto nas características do flutuador, como do próprio PTO, conforme expressão (22) em 3.3.1.
As conclusões em 5.4, 5.6 e 6.1 podem ser utilizadas em trabalhos futuros, visando antecipar o impacto que determinada mudança na geometria do flutuador causaria no potencial de extração energética em diferentes sítios. Algo interessante de se destacar é que, mesmo em períodos mais baixos, por exemplo 2 segundos, ainda assim os modelos apresentam um valor de RAO razoável. Em um projeto como este, é importante garantir o bom desempenho nestes períodos, porque nos mais altos o comprimento de onda aumenta, e naturalmente o flutuador acompanha a onda, o que não costuma ocorrer nos períodos mais baixos.
67 A forma de seleção do modelo no capítulo 6 mostrou-se acertada, os valores encontrados para a potência extraída estão em uma ordem de grandeza aceitável quando comparados com valores citados em literaturas sobre o assunto.
7.2 Proposta de Roteiro
Este tópico é dedicado a apresentação de uma proposta de roteiro para a adequação da geometria de um flutuador a um sítio genérico, baseado na experiência adquirida neste trabalho.
7.2.1 Dados do Sítio
A coleta dos dados meteoceanográficos do sítio é a primeira etapa para adequação da geometria do flutuador. Em especial, é importante que os dados forneçam as frequências de ocorrência de altura significativa de onda e períodos de onda. Além disso, informações interessantes seriam a distribuição da potência energética das ondas conforme altura significativa e frequências de onda. A direção de propagação das ondas não é um dado tão crítico já que o flutuador possui simetria em relação ao seu eixo vertical. Beserra [8] se caracteriza como uma referência bibliográfica interessante para avaliação do potencial energético de um sítio.
7.2.2 Limites Geométricos
Os dados do sítio devem ser usados para definir a faixa de valores limite dos parâmetros geométricos mais importantes do flutuador, que no caso deste trabalho são o comprimento, ângulo lateral e tamanho do chanfro. A definição da faixa é importante para que se tenha uma noção da quantidade de modelos que devem ser elaborados e analisados, a fim de abranger as condições de mar predominantes no sítio.
Importante também manter-se em mente que aspectos operacionais podem estabelecer limites geométricos, como por exemplo a profundidade do leito marinho pode vir a limitar a altura do flutuador, ou o modo de instalação pode limitar o comprimento.
7.2.3 Ferramentas Computacionais
O Rhinoceros é uma ótima opção de ferramenta de modelagem computacional, entretanto não há nenhum impedimento que outra ferramenta seja usada. Caso seja necessário, podem ser usados programas como AutoCAD, Inventor, CATIA, Solid
68 O mesmo vale para o Ansys Aqwa, onde existem outros exemplos de códigos computacionais utilizados para cálculo hidrodinâmico de interação entre escoamentos e corpos. Podem ser citados o WAMIT, Aquadyn, Sesam HydroD Wadam, Nemoh, dentre outros.
O importante é atentar para a compatibilidade entre o programa de modelagem e o programa de análise, bem como a variedade de análises que o segundo oferece e a utilização da Teoria Potencial.
7.2.4 Modelos Paramétricos
Em seguida, devem ser elaborados modelos computacionais respeitando os parâmetros limite definidos em 7.2.2. É importante que os modelos consigam abranger de forma satisfatória a faixa de valores estipulada.
7.2.5 Análise Hidrodinâmicas
Os modelos devem então ser testados no programa de análise, nas quais se destacam as análises de RAO, massa adicional e amortecimento por radiação como balizadores para a tomada de decisão sobre a configuração geométrica. O modelo matemático definido em 3.3 deve ser mantido em mente, para que se tenha uma noção sobre como cada parâmetro afeta a potência extraída.
É crucial que a frequência natural de oscilação do modelo seja sintonizada com a frequência de onda incidente predominante no sítio.
7.2.6 Seleção e Validação do Modelo
Devem ser derivadas conclusões sobre as análises realizadas em 7.2.5, para que um modelo mais compatível com o sítio seja selecionado. Algum parâmetro geométrico deste modelo pode vir a ser modificado, para contemplar uma configuração que não constava nos modelos em 7.2.4.
Em seguida, a escolha do modelo deve ser validada com a estimativa da potência extraída das ondas.
7.2.7 Fluxograma do Roteiro
A seguir, um fluxograma para ilustrar melhor o processo do roteiro é apresentado. Vale ressaltar o caráter iterativo do processo já que, caso o modelo selecionado não seja validado, deve-se retornar ao confecção de outros modelos paramétricos que não foram previamente contemplados.
69 Figura 7.1: Fluxograma do roteiro
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7.3 Trabalhos Futuros
As hipóteses sobre o comportamento do escoamento ao redor frente a forma geométrica do flutuador carecem de confirmação, portanto um estudo utilizando programas CFD seria necessário.
Este estudo considerou apenas sistemas lineares e análises no domínio da frequência, entretanto em situações reais o PTO, em especial, é altamente não-linear, portanto análises no domínio do tempo e uma mudança no modelo matemático poderiam ser realizadas.
Além disso, forças viscosas e perdas de eficiência na transmissão de potência não foram consideradas, assim como o atrito que o flutuador teria com o movimento em contato com a torre guia. A seleção de um sistema PTO mais adequado ao projeto também não foi contemplada, este assunto está sendo tratado por Neto [15] que faz parte da mesma equipe de projeto do PPE/UFRJ.
Sistemas de controle que ajustem a fase de oscilação e o amortecimento imposto sobre o flutuador também não foram considerados, e podem acrescentar muito no desempenho de extração de energia do flutuador.
Por fim, as escolhas aqui realizadas foram feitas do ponto de vista técnico, analisando o desempenho hidrodinâmico. Entretanto, aspectos econômicos sobre os custos que cada escolha da geometria do flutuador acarreta poderiam ser estudados.
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