Modelagem matemática e computacional do comportamento térmico da barragem de contrafortes de Itaipu via Método dos Elementos Finitos

Resumo

Dentre as diversas grandezas mensuradas para análise da saúde e segurança da barragem de concreto de
Itaipu, destaca-se a temperatura, uma vez que as barragens, em particular as de contrafortes, são fortemente
influenciadas pelas oscilações de temperatura [1]. Isto se deve às cargas térmicas oriundas da radiação solar e das
variações de temperatura do ar, fundação e reservatório, que podem ocasionar deformações e desenvolver fissuras
no concreto [2]. Neste contexto, é proposta uma modelagem numérico-computacional para o comportamento
térmico de um bloco de contrafortes da barragem da Usina Hidrelétrica de Itaipu, em fase de operação, via Método
dos Elementos Finitos com auxílio do software Ansys®. Para alcançar este propósito, foi desenvolvida a
formulação matemática do modelo térmico em elementos finitos utilizado computacionalmente, bem como a
definição das condições de contorno do sistema com dados reais de instrumentação. A partir da resolução
computacional do modelo térmico em elementos finitos para o período de 2010 a 2016, foram obtidos erros médios
percentuais absolutos (MAPE) abaixo de 10% em todos os pontos internos analisados, o que valida o modelo
térmico e possibilita a utilização dos resultados em trabalhos futuros para a determinação dos deslocamentos
estruturais causados pelo campo de temperaturas ao qual a barragem está submetida.