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Turbine eoliche offshore: analisi della vulnerabilità sismica tramite la modellazione avanzata

La ricerca di soluzioni energetiche sostenibili vede le turbine eoliche offshore (OWT) in prima linea tra le infrastrutture per le energie rinnovabili. Tuttavia, la resistenza sismica di queste strutture rimane un importante argomento di ricerca, soprattutto quando il loro impiego è previsto in territori ad alto rischio sismico. Recenti articoli scientifici e un webinar di approfondimento, tenuto dal Prof. Raffaele De Risi dell’università di Bristol, hanno fatto luce sulla complessità della valutazione e il miglioramento della vulnerabilità sismica delle OWT, segnando un significativo passo in avanti nella nostra conoscenza in questo campo.

Un’analisi approfondita della valutazione sismica delle turbine eoliche offshore (OWT) rivela il complesso gioco di forze che queste strutture devono sopportare, non solo per i venti impetuosi a cui sono soggette ma anche per la forza imprevedibile dei terremoti che devono affrontare. I modelli tradizionali spesso non sono riusciti a descrivere accuratamente questo dinamico intreccio. Queste strutture infatti sono la testimonianza della necessità di una comprensione più approfondita di come le forze sismiche interagiscono con esse.

Il passaggio da modelli dinamici semplificati a simulazioni più sofisticate è stato fondamentale per affrontare la vulnerabilità sismica delle OWT. Il webinar condotto dal prof. Raffaele De Risi ha messo in luce questa transizione. L’introduzione di STKO (Scientific ToolKit for OpenSees) nel processo di modellazione, rappresenta pertanto un significativo passo avanti, trattandosi di un sofisticato software per analizzare e post-processare modelli complessi con un’efficienza e una precisione senza precedenti.

L’integrazione di STKO facilita la conversione di modelli parametrici tradizionali in simulazioni dettagliate all’interno dell’ambiente OpenSees. Questa capacità è stata fondamentale per superare i limiti dei modelli precedenti, consentendo la rappresentazione dettagliata di ogni componente della turbina, inclusa la complessa dinamica del gruppo rotore-navicella (RNA). Le caratteristiche avanzate di modellazione del software includono l’inerzia rotante, l’eccentricità del rotore e la flessibilità delle pale, aspetti critici per la comprensione del comportamento degli OWT sotto stress sismico

La ricerca sottolinea la necessità di rivedere vecchie ipotesi nella valutazione sismica delle OWT poiché contrariamente a quanto si credeva in precedenza, le OWT sono significativamente influenzate dal sisma, il che rende necessario un approccio globale per la loro progettazione e conseguente analisi. Gli studi rivelano che per la progettazione di sistemi eolici offshore efficienti è fondamentale considerare modi di vibrare superiori, analisi multidirezionali e componenti verticali delle azioni sismiche.

STKO emerge come strumento e catalizzatore per lo studio della vulnerabilità sismica degli OWT colmando le lacune nella pratica di modellazione e di valutazione consentendo simulazioni dettagliate e sofisticate. La sua capacità di semplificare il processo di modellazione e la flessibilità di adattarsi alle sfide dell’analisi sismica fanno di STKO una risorsa indispensabile nella ricerca di progetti di OWT più sicuri e affidabili.

Il raggiungimento della resilienza sismica delle turbine eoliche offshore richiede analisi e studi costanti. Recenti ricerche e svariati progressi tecnologici, in particolare l’integrazione di STKO, hanno fornito preziosi spunti sulla complessa dinamica in gioco. Man mano che andremo avanti, abbracciando queste conoscenze e servendoci di strumenti di modellazione avanzata, garantiremo che l’energia eolica offshore rimanga una componente vitale e sostenibile per il nostro futuro energetico. In questo panorama in evoluzione, l’importanza di una modellazione completa e accurata non può essere sopravvalutata, essendo la base per una progettazione più consapevole, sicura e resiliente.

    Per saperne di più guarda il  webinar del Prof. Raffaele De Risi sul nostro canale youtube: 

    “Offshore Wind Turbines in Seismic Regions: Simplified Structural Modelling, Myths, and Fallacies. https://www.youtube.com/watch?v=3trWY_C5sWM​”

     

    Sources

     

    Offshore Wind Turbines in Seismic Regions: Simplified Structural Modelling, Myths, and Fallacies Webinar by Dr Raffaele De Risi, PE, FHEA and Asdea STKO. (2024) Offshore Wind Turbines in Seismic Regions: Simplified Structural Modelling, Myths, and Fallacies. – YouTube 

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