Em Setúbal, ergue-se um protótipo de flutuador inteligente para energia eólica em alto mar. Por entre os pilares da estrutura, os sensores óticos desenvolvidos pelos investigadores do INESC TEC vão monitorizar o estado da plataforma durante a sua vida útil, desde o momento da construção à instalação no oceano.
Sob os objetivos da Aliança para a Transição Energética (ATE) – projeto financiado pelo Programa de Recuperação e Resiliência (PRR) -, a iniciativa pretende construir um protótipo de estrutura em betão para suportar turbinas eólicas offshore flutuantes. A plataforma visa reforçar as ambições nacionais de potenciar este tipo de energia renovável marinha em território português.
Nas instalações da Etermar, entidade responsável pela construção desta estrutura, uma equipa de investigadores da área de Fotónica do INESC TEC já finalizou a primeira etapa de desenvolvimento e instalação de sensores óticos. O equipamento “destina-se à monitorização do estado do betão, desde a fase de construção em doca seca até à instalação no oceano e durante a sua vida útil”, aponta Luís Coelho.
O investigador, que coordena a área da Fotónica no Instituto, aponta que parte dos sensores em fibra ótica integrados irão vigiar “parâmetros como a temperatura e a humidade no interior do betão”. Por outro lado, foi igualmente “implementado um módulo multissensor capaz de acompanhar o processo de cura [do betão], detetar possível intrusão de água, avaliar fenómenos de carbonatação e inferir indiretamente processos de corrosão”.
“Além dos sensores dedicados à integridade do betão, serão também instalados sistemas para medir níveis de dióxido de carbono dissolvido e turbidez em profundidade, fornecendo informação relevante sobre o meio envolvente e os impactos ambientais associados”, explica Luís Coelho.
O investigador realça as diferenças entre os dois tipos de sensores usados: “Instalámos sensores em fibra ótica bastante robustos, com toda uma malha de rede de fibra até um interrogador – que irá estar no contentor no topo de uma das torres – e um módulo de sensores com comunicação sem fios”. Ambas as tecnologias descritas encontram-se em fase de patente, já registada a nível nacional e submetida à escala internacional.
Segundo Luís Coelho, o processo de monitorização “é fundamental, numa fase inicial, para identificar eventuais anomalias durante a cura do betão e, posteriormente, para permitir a deteção precoce de alterações na estrutura ou da entrada de água, fatores que podem comprometer a estabilidade da plataforma”.
“O objetivo é termos uma estrutura flutuante que consiga permanecer em alto mar durante vários anos, sendo preciso garantir que existe uma estanquicidade da estrutura, evitando que esta afunde e consiga, naturalmente, suportar as turbinas eólicas e as condições adversas existentes”, sintetiza o investigador do INESC TEC.
A primeira fase de instalação englobou os sistemas que ficarão na secção submersa da estrutura, cinco metros abaixo da linha de água. Na próxima fase do projeto, o intuito da equipa é regressar às instalações da Etermar para a instalação de outros sensores, que ficarão até três metros acima do nível do mar, na zona de splash – secção à altura das ondas.
A iniciativa é suportada numa cooperação estreita entre quatro entidades: além do INESC TEC, Fórum Oceano e WavEC também figuram entre os atores envolvidos, num consórcio liderado pela Etermar.
Desafiar um Atlântico profundo e “rebelde”
A energia eólica offshore não é novidade no contexto português: o primeiro parque eólico marítimo flutuante da Europa Continental encontra-se, precisamente, instalado em Viana do Castelo. No entanto, existem obstáculos à implementação deste tipo de renováveis no mar português.
No contexto do oceano Atlântico, “a grande profundidade a curta distância da costa” nacional “dificulta a instalação de turbinas eólicas fixas assentes no fundo do mar”. A aposta poderá passar pelas estruturas flutuantes, as quais, presas através de cabos de amarração, garantem uma maior flexibilidade e adaptação ao ambiente tipicamente duro do Atlântico português.
De acordo com Luís Coelho, “o objetivo é reduzir custos de produção e aumentar a competitividade e durabilidade destas estruturas”. “Ao mesmo tempo, procura-se ultrapassar algumas limitações do aço em ambientes marítimos agressivos, onde a corrosão e a degradação dos materiais podem reduzir a vida útil das estruturas e, consequentemente, a sua rentabilidade”, explica o investigador do INESC TEC.
Tecnologia e ciência, aliadas pelas renováveis marinhas
O projeto procura validar, nas suas várias dimensões, “uma tecnologia assente na construção de uma plataforma inteligente”. Para tal, a estrutura “será equipada com um conjunto alargado de sensores instalados em diferentes fases do processo, tanto durante como após a construção, pelo INESC TEC e pelos restantes parceiros”, resume Luís Coelho.
“Toda esta instrumentação será articulada com uma componente digital avançada, através da criação de um digital twin”, cujo desenvolvimento está a cargo da WavEC, indica o investigador. No futuro, esta componente “permitirá desenvolver modelos preditivos de manutenção e reparação, maximizando a eficiência e a otimização da operação”.
Em paralelo, além da monitorização da estrutura em si, haverá também a possibilidade de “observação contínua da qualidade da água envolvente”, viabilizando a recolha de dados em tempo real e a eventual análise sobre os impactos ambientais da instalação no oceano.
“Após a validação da tecnologia, este protótipo poderá constituir-se como uma solução escalável, com potencial de aplicação futura em parques de turbinas eólicas offshore flutuantes”, remata o investigador.
