Controlo de vibrações em engenharia civil - amortecedor de colunas de líquido sintonizado

Abstract

A implementação de sistemas de controlo pode melhorar o desempenho estrutural de modo a que vibrações outrora significativas sejam reduzidas para limites impostos por normas ou critérios de segurança. Entre as soluções possíveis para o efeito, encontram-se os amortecedores de colunas de líquido sintonizado ou tuned liquid column dampers (TLCDs). Trata-se de sistemas que permitem um amortecimento da estrutura primária através da oscilação da coluna de líquido no seu reservatório em forma de "U", e baseia-se na inércia do movimento do líquido para contrariar o movimento da estrutura. A dissipação de energia resulta da passagem do líquido através de um orifício no troço horizontal ao qual está associada uma força de amortecimento. Essa força é não linear, depende de um coeficiente associado a essa singularidade, da velocidade de oscilação do líquido e aliada à força de inércia permite o controlo estrutural. Para um exemplo de aplicação é avaliada a eficiência de um sistema TLCD num pórtico a escala reduzida e a respetiva simulação numérica em MATLAB. O ensaio consiste num protótipo TLCD instalado no pórtico que é colocado numa mesa sísmica educacional. Nessa mesa o sistema é sujeito a diferentes ações dinâmicas e, através de um acelerómetro, são medidas as acelerações pré e pós instalação do amortecedor, comparando posteriormente os resultados com os da simulação e verificada a sua eficiência. A estratégia de controlo consistiu na determinação dos parâmetros dinâmicos associados e consequente dimensionamento das características do TLCD que minimizam ao máximo as acelerações. No exemplo de aplicação, para o ensaio experimental atingem-se reduções na ordem dos 60%.