No mês passado, uma torre de armazenamento de energia por gravidade colapsou de forma catastrófica durante um ciclo de carga. A estrutura, projetada para elevar e descer blocos de concreto de 30 toneladas, falhou quando um dos módulos centrais se desprendeu a 80 metros de altura. Nossa equipe forense recriou o sinistro por meio de ferramentas de simulação por elementos finitos para determinar a causa raiz entre uma possível falha de sincronização nos cabrestantes ou uma fadiga prematura nos cabos de aço.
Reconstrução 3D e simulação com LS-DYNA e Bentley OpenTower 🏗️
O processo forense começou com o escaneamento a laser dos destroços usando Leica Cyclone, gerando uma nuvem de pontos de alta densidade que permitiu reconstruir a geometria anterior ao colapso no Bentley OpenTower. Lá, a torre completa foi modelada, incluindo os quatro cabrestantes e os tensores dos cabos de 64 mm de diâmetro. A simulação dinâmica foi executada no LS-DYNA, aplicando dois cenários: no primeiro, um desfasamento de 0,3 segundos na sincronização dos motores gerou uma carga assimétrica que produziu uma flambagem progressiva na coluna central. No segundo, foi introduzida uma redução de 15% na seção transversal de um cabo devido à fadiga cíclica, o que provocou uma ruptura frágil durante o esforço de tração máxima. Os resultados mostraram que o padrão de deformação da estrutura metálica coincide exatamente com o cenário de dessincronização, descartando a fadiga como causa primária.
Lições aprendidas para o projeto de sistemas de elevação sincronizada ⚙️
Esta investigação demonstra que, em estruturas de armazenamento gravitacional, a redundância nos sistemas de controle de cabrestantes é mais crítica do que a resistência última dos cabos. A simulação validou que um desfasamento mínimo na elevação gera momentos torcionais que nenhum fator de segurança pode absorver. Recomendamos incorporar sensores de posição em tempo real e sistemas de frenagem independentes para cada cabrestante. A recriação 3D não apenas identificou o culpado, mas oferece um roteiro para que futuras torres evitem este modo de falha silencioso, porém devastador.
Você simularia o colapso completo ou apenas a análise estática?