GNGTS 2018 - 37° Convegno Nazionale

GNGTS 2018 S essione 2.2 443 ANALISI NUMERICHE E SPERIMENTALI DEL COMPORTAMENTO TERMO-MECCANICO DI UNA TURBINA EOLICA F.C. Ponzo 1 , R. Ditommaso 1 , G. Auletta 1 , A. Nigro 1 , D.S. Nigro 1 , D. Pica 1 , L. Carosielli 2 1 Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata, Italy 2 Società Daunia Faeto, Italy Abstract. Le fonti energetiche rinnovabili, in particolare l’energia eolica, sono diventate un punto di forza delle politiche energetiche in diversi paesi in tutto il mondo. Le turbine, pertanto, tendono ad avere potenze sempre più elevate e di conseguenza le strutture sulle quali sono collocate dimensioni e prestazioni sempre più al limite. Le torri eoliche sono collocate in siti caratterizzati da elevate velocità del vento e da significative escursioni termiche, i cui effetti congiunti possono, in taluni casi, provocare stati tensionali sulla struttura in grado di determinare anche danni strutturali. Questo studio presenta i risultati preliminari ricavati da indagini sperimentali e numeriche effettuate su una torre eolica realizzata in parte in acciaio, in parte in conci di calcestruzzo prefabbricato e precompresso sui quali è stato registrato uno quadro fessurativo significativo. Al fine di individuare le cause dei fenomeni di danneggiamento osservati, sono state effettuate valutazioni vibrazionali basate su acquisizioni accelerometriche per la calibrazione dei modelli numerici, mediante i quali sono state condotte analisi numeriche multifisiche, di tipo termo-meccanico, grazie alle quali è stato possibile individuare i meccanismi che governano lo stato tensionale e di deformazione dei conci in calcestruzzo posti alla base della torre eolica. In particolare, l’analisi transitoria ha consentito la corretta valutazione dei picchi di tensione che spiegano la formazione delle lesioni sulla faccia esterna dei conci di base. Descrizione della struttura. La torre eolica oggetto di studio (vedi Fig. 1) è costituita da una struttura mista di calcestruzzo armato prefabbricato a cavi post tesi e acciaio, di altezza complessiva pari a H max =83.3 m (H mozzo =84.3 m). Il rotore per la produzione nominale di 2000 kW ha un diametro di 82 m. La porzione di torre realizzata in calcestruzzo armato precompresso a cavi post tesi raggiunge l’altezza complessiva di Hcls=57.39 m. Essa è composta dalla sovrapposizione di n.15 segmenti anulari, ciascuno di altezza pari a 3.826 m, aventi sezione variabile con legge esponenziale. I primi 5 segmenti anulari sono costituiti da due elementi semicircolari, mentre i restanti 10 segmenti sono composti da un unico elemento circolare. Lo spessore degli elementi (conci) dei primi 14 segmenti anulari è pari a s=30 cm mentre l’ultimo segmento presenta elementi di sezione con spessore variabile da 30 cm alla base a 36 cm in sommità. Gli ultimi 2 segmenti finali della torre sono in acciaio. Gli elementi sono stati solidarizzati mediante l’interposizione di apposite malte all’interfaccia e l’applicazione di uno stato tensionale normale di precompressione mediante un sistema composto da 32 trefoli post- tesi. Pieri, M. and G. Groppi (1981). Subsurface geological structure of the Po Plain (Italy). C.N.R., Prog. Fin. Geodinamica, Pubbl. n. 414, 1-13. Regione Emilia-Romagna, ENI-AGIP “Riserve idriche sotterranee della Regione Emilia-Romagna” A cura di G. Di Dio, Selca Firenze (1998). Serva, L. (1990). Il ruolo delle Scienze della Terra nelle analisi di sicurezza di un sito per alcune tipologie di impianti industriali: il terremoto di riferimento per il sito di Viadana (Mn), Boll. Soc. Geol. It., 109, 375-411. Toscani, G., P. Burrato, D. Di Bucci, S. Seno and G. Valensise (2009). Plio-Quaternary tectonic evolution of the Northern Apennines thrust fronts (Bologna-Ferrara section, Italy): seismotectonic implications, Ital. J. Geosci. (Boll. Soc. Geol. It.), 128, 2, 605-613, doi: 10.3301.IJG2009.128.2.605.