Moinhos de vento offshore flutuantes versus fixos – Diferenças principais explicadas

A energia eólica offshore está se expandindo rapidamente. À medida que a indústria avança para águas mais profundas, surge uma decisão importante: as turbinas eólicas devem ser flutuantes ou ancoradas ao fundo do mar?

Turbinas flutuantes e de fundo fixo são utilizadas para gerar eletricidade limpa em alto mar. Elas têm o mesmo propósito, mas funcionam de maneiras bastante diferentes. Se você trabalha com energias renováveis, seja em operações, treinamento ou engenharia, é importante compreender como esses dois sistemas se comparam.

Vamos dividir isso.

O que é uma turbina offshore de fundo fixo?

Turbinas de fundo fixo são o projeto offshore tradicional. Essas turbinas estão fisicamente conectadas ao leito do mar por meio de uma fundação permanente. Os tipos de fundação variam dependendo da profundidade da água e das condições do leito do mar, mas o objetivo é sempre o mesmo: manter a estrutura ancorada no lugar e estável na água.

O tipo mais comum é o monopile, que é um tubo de aço único cravado diretamente no leito do mar. Geralmente é utilizado em águas mais rasas, até cerca de 30 ou 40 metros de profundidade. Em áreas mais profundas, são utilizadas fundações do tipo jaqueta. Estas são mais semelhantes a estruturas de aço, construídas para distribuir o peso e melhorar a estabilidade. Em algumas regiões, estruturas de base de gravidade são colocadas diretamente no leito do mar, utilizando seu próprio peso para permanecer no lugar.

Essa abordagem fixa é confiável, e é o que você encontrará na maioria dos parques eólicos offshore do mundo atualmente. A tecnologia está bem consolidada e já existe uma cadeia de suprimentos ampla para apoiá-la.

O que é uma turbina eólica offshore flutuante?

Turbinas flutuantes funcionam de maneira diferente. Em vez de estarem fixadas diretamente ao fundo do mar, toda a estrutura flutua na superfície da água. Ela é mantida no lugar por um sistema de cabos de amarração e âncoras. A turbina permanece ereta, mesmo que a base em si não seja fixa.

Vários projetos existem para plataformas flutuantes. Algumas utilizam uma forma cilíndrica profunda que fica pendurada verticalmente debaixo da água, chamada de bóia de espinho. Outras dependem de estruturas largas e flutuantes com múltiplas pernas, conhecidas como semi-submersíveis. Há também um projeto chamado plataforma de perna de tensão, que permanece estável usando âncoras verticais que a mantêm puxada para baixo.

Estes sistemas flutuantes permitem a instalação de turbinas em águas muito mais profundas, muitas vezes além do alcance de fundações fixas no fundo do mar. Isso possibilita o acesso a áreas com ventos mais fortes e constantes, além de reduzir a concorrência por espaço.

Profundidade e Localização: Onde Cada Sistema Funciona

Turbinas fixas na parte inferior funcionam melhor em águas de até 60 metros de profundidade. Isso normalmente significa locais próximos à costa, como o Mar do Norte, partes do Báltico e áreas costeiras rasas ao redor do Reino Unido e da Europa.

Turbinas flutuantes, por outro lado, são projetadas para águas mais profundas. Podem ser instaladas a profundidades de 60 metros ou mais, chegando até mais de 1.000 metros em alguns casos. Isso permite que os desenvolvedores se afastem mais da costa, em áreas onde fundações fixas simplesmente não são práticas.

Quanto mais você aprofunda, mais difícil fica construir uma base estável diretamente no leito do oceano. Plataformas flutuantes resolvem esse problema, permitindo que turbinas operem em locais antes inacessíveis.

Instalação e Acesso

A forma como essas turbinas são instaladas também varia. Turbinas de base fixa exigem equipamentos pesados offshore, cravação de estacas e preparação do leito marinho. A construção depende fortemente das condições climáticas e do mar, e todo o processo deve ser gerenciado a partir de embarcações offshore.

Turbinas flutuantes geralmente são montadas em porto, depois rebocadas até sua localização final e ancoradas no lugar. Isso reduz a necessidade de longas campanhas de construção offshore. Também torna alguns tipos de manutenção mais fáceis. Em alguns casos, toda a unidade flutuante pode ser rebocada de volta para a costa para reparos maiores.

No entanto, os sistemas de amarração e ancoragem para turbinas flutuantes apresentam novos desafios. Gerenciar correntes de âncora, tensão de cabos e cabos de energia dinâmicos exige conhecimentos técnicos diferentes e um novo conjunto de procedimentos operacionais.

Desempenho e Impacto Ambiental

Ambos sistemas são projetados para suportar condições difíceis no offshore. Turbinas de fundo fixo são extremamente estáveis e bem compreendidas pela indústria. Turbinas flutuantes, embora mais recentes, são projetadas para permanecer de pé e operacionais mesmo em mares agitados.

Quando se trata do impacto ambiental, as turbinas de fundo fixo tendem a perturbar mais o leito marinho durante a instalação, especialmente durante a cravação das estacas. As turbinas flutuantes causam menos perturbações ao leito marinho, mas seus sistemas de amarração podem se mover com as ondas e correntes, potencialmente afetando a vida marinha de diferentes maneiras.

Ao longo do tempo, ambos os tipos de fundações podem se transformar em recifes artificiais, atraindo espécies marinhas. A monitorização ambiental ainda está em andamento para compreender o impacto completo de ambas as tecnologias em diferentes regiões oceânicas.

Custo e Escalabilidade

Atualmente, as turbinas de fundo fixo são geralmente mais baratas para construir e instalar. A infraestrutura e a cadeia de suprimentos foram desenvolvidas ao longo das últimas duas décadas, o que ajuda a manter os custos baixos.

Turbinas flutuantes estão mais caras atualmente, principalmente devido à tecnologia mais recente e aos volumes menores de produção. Mas o custo está diminuindo. À medida que mais projetos são desenvolvidos e os sistemas flutuantes se tornam padronizados, espera-se que a economia melhore. Vários países estão investindo em energia eólica flutuante em grande escala, com a esperança de reduzir o preço para níveis próximos aos das turbinas fixas em até uma década.

O vento flutuante também ajuda a evitar alguns dos custos e atrasos associados às condições complexas do leito marinho. Em regiões de águas profundas próximas à costa, os sistemas flutuantes podem até se tornar a opção mais econômica a longo prazo.

Exemplos do Mundo Real

Um dos parques eólicos offshore mais conhecidos é o Hornsea, no Reino Unido. Localizado no Mar do Norte, utiliza fundações monopile e tornou-se um dos maiores parques eólicos do mundo.

Do lado flutuante, Hywind Escócia foi a primeira fazenda eólica flutuante do mundo. Desenvolvida pela Equinor, está operando com sucesso desde 2017. Apesar das condições adversas do Atlântico Norte, tem apresentado consistentemente altos fatores de capacidade, comprovando que o vento flutuante pode ser confiável e eficiente.

Projetos como WindFloat Atlantic em Portugal e Kincardine Offshore Wind na Escócia continuam a fortalecer a confiança nas tecnologias flutuantes, demonstrando que o conceito funciona em ambientes reais.

O que isso significa para carreiras e treinamentos

À medida que a energia eólica flutuante se torna mais comum, as habilidades necessárias para construir, operar e manter turbinas evoluirão. A energia eólica de fundação fixa já depende fortemente de treinamentos de segurança e técnicos, incluindo cursos como o Treinamento Básico de Segurança (BST) do GWO e o Treinamento Técnico Básico (BTT).

Sistemas flutuantes introduzem novas áreas técnicas, como:

• Amarração e âncoragem

• Gerenciamento de cabos em ambientes dinâmicos

• Reboque e logística marítima

• Monitoramento remoto do movimento da plataforma

Se você trabalha na área de treinamento, manutenção ou recrutamento, espere uma demanda crescente por novas competências nessas áreas. A capacidade de atuar em sistemas fixos e flutuantes será uma vantagem.

Considerações finais

Turbinas offshore flutuantes e fixas cumprem o mesmo propósito, mas operam de maneiras diferentes e atendem a ambientes distintos. Turbinas de fundo fixo são ideais para águas rasas e possuem um histórico comprovado. Turbinas flutuantes representam a próxima fronteira, permitindo o aproveitamento de águas mais profundas com potencial de ventos mais fortes.

A escolha entre as duas depende da localização, profundidade da água, custo e infraestrutura disponível. Ambas as tecnologias são fundamentais para o futuro da energia eólica offshore.

Para qualquer pessoa envolvida na indústria, desde engenheiros até técnicos e fornecedores de treinamento, compreender as diferenças ajuda a tomar melhores decisões, alcançar melhores resultados e se preparar para as mudanças que estão por vir.