Desenvolvimento de uma família de soluções para simultâneo controle passivo de vibrações e aproveitamento de energia

• Processo: 24/22276-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Guilherme Rosa Franzini
• Beneficiário: Lívia Rampinelli Bozzo
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/02995-9 - Estudos numéricos, analíticos e experimentais em controle passivo de vibrações estruturais e aproveitamento de energia, AP.PNGP.PI
• Assunto(s): Dinâmica não linear Dinâmica das estruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise numérica-experimental | Coleta de Energia | Controle passivo de vibrações | Dinâmica Não Linear | problema combinado | Dinâmica das estruturas

Resumo

Usualmente, vibrações estruturais são fenômenos indesejados, dado que elas podem reduzir a vida útil por questões relacionadas, por exemplo, à fadiga. Assim, a busca por soluções que mitiguem respostas oscilatórias constitui um importante tema de pesquisa.Um dos maiores desafios da Engenharia moderna diz respeito à busca por fontes de energia renováveis e com o menor impacto ambiental possível. Nesse contexto, a coleta de energia a partir de vibrações estruturais utilizando, por exemplo, materiais piezoelétricos é interessante para alimentar sensores e equipamentos que demandam baixa potência para operação.Em sistemas de controle passivo (ou seja, aqueles nos quais não é necessário conferir energia para seu funcionamento), é usual utilizar sub-sistemas ou sub-estruturas acopladas à estrutura a ser controlada. O movimento da última induz movimento no dispositivo supressor que, então, pode ser utilizada para a coleta de energia. Convém ressaltar que, em caso de funcionamento perfeito de uma solução como supressora de vibração, a estrutura principal cessa sua resposta oscilatória, eliminando a fonte de energia que poderia ser coletada.Nos últimos 20 anos, a comunidade científica tem buscado inserir intencionalmente não linearidades aos sistemas de controle passivo como forma de aumentar sua eficiência. Comentário análogo permanece válido para os sistemas de coleta de energia.O presente projeto de pesquisa visa ao desenvolvimento de uma família de soluções para o simultâneo controle passivo e coleta de energia a partir de vibrações, incluindo não linearidades como forma de aumento da eficiência. Os tipos de sistemas estruturais e as ações para as quais as soluções serão projetadas serão definidas ao longo da pesquisa. A metodologia a ser empregada envolve estudos numéricos, analíticos e experimentais dos problemas, com posterior correlação de resultados. Ao final do projeto, tenciona-se obter projetos conceituais desses sistemas, bem como curvas e tabelas mostrando suas performances como funções dos parâmetros dos modelos matemáticos associados. Ainda, obter-se-ão resultados experimentais para validação em escala de laboratório. Há potencial para desenvolvimento de soluções inovadoras, passíveis de pedidos de depósitos de patentes. (AU)