XV SEMI NÁRIO NACIONAL DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA - SENDI 2002

Estruturas Metálicas Compactas de 69 kV em Perímetro Urbano – Vantagens Técnico-Econômicas

C. A. R. Homrich – AES Sul

E-mail: claiton.homrich@aes.com

Palavras-chave - Poluição visual, materiais, serviços,torres metálicas urbanas, viabili dade técnico-econômica

Resumo - O presente trabalho apresenta a experiência daAES Sul obtida com a utilização em seu sistema detransmissão de estruturas metálicas compactas de 69 kVem áreas urbanas. Esse tipo de util ização possibilit ou umasignificativa redução no custo final da obra comparadacom as estruturas em concreto, normalmente util izadaem áreas com elevada densidade populacional. Alémdisso, a prática adotada reduziu substancialmente asdimensões das estruturas, atenuando o impacto visualresultante da construção das torres. Mostra-se aspectosrelevantes do projeto dessas torres detalhando onde foramauferidas as reduções de custo, bem como ilustrações quemostram a redução da poluição visual alcançadas com oseu emprego.

1. INTRODUÇÃO

Tradicionalmente, o fator que mais influenciava a decisãopelo projeto da linha de transmissão é o custo-benefício.Atualmente, aliado a redução de custos, torna-se cada vezmais importante a redução do impacto visual resultantedo projeto, pois os órgãos ambientais e as agênciasreguladoras estão tornando-se bastante exigentes para aliberação de li cenças de construção das mesmas.

Dentro deste novo contexto, a AES Sul estudou aviabili zação de inserção de novas tecnologiasrelacionadas à linha de transmissão em 69 kV e 138 kVno seu padrão de materiais e serviços para linhas detransmissão, buscando reduzir custos, poluições visuais e,naturalmente, manutenção da confiabilidade. O resultadodas análises efetuadas foi a utilização de estruturasmetálicas compactas de 69 kV para linhas de transmissãourbana, conforme figuras 1 e 2, a seguir. Como pode-senotar, trata-se de estruturas treli çadas autoportantes, comfundação única, similar ao poste de madeira ou deconcreto, capaz de associar as vantagens técnicoeconômicas das estruturas treliçadas com as dos postesmaciços ou tubulares.

FIGURA 1 – ESTRUTURA DE SUSPENSÃO

FIGURA 2 – VISTA GERAL DA LT

2. CARACTERÍSTICAS DE PROJETO DA LT

A linha de transmissão adotada para análise pertence aclasse de tensão 69 kV situada em região densamentepovoada e com extensão de cerca 2.700 metros,executada em circuito simples trifásico com configuraçãovertical, composta de 1 condutor CAA LINNET 336,4kcm por fase e 1 cabo pára-raios HS 3/8” e isoladores dotipo polimérico. Foram utilizadas 18 estruturas desuspensão e 9 estruturas de ancoragem. Seu projetobaseou-se nos critérios da norma brasileira NBR 5422,Projeto de Linhas Aéreas de Transmissão eSubtransmissão de Energia elétrica, e o projeto dasestruturas metálicas feito por uma empresa de renomenacional, calculadas com a utilização de programas de

Página 2/5

computador baseados no método dos elementos finitos eque fazem a análise estática linear de estruturasreticuladas. O dimensionamento atendeu integralmenteaos requisitos do “Guide for Design of SteelTransmission Towers” do ASCE.

Para todas as estruturas, emprega-se fundações em sapatade concreto com stub, sendo utilizado apenas umafundação em concreto e seus quatro stubs são montadosem conjunto para formar um gabarito indeformável entreeles. Util izou-se, para ambos os casos, as mesmascondições de carga nos condutores e no pára-raios, bemcomo mesma velocidade e pressão do vento e o mesmoperíodo de retorno. A fabricação das estruturas metálicasmantiveram-se idênticas ao processo de fabricação dasdemais estruturas metáli cas convencionais.

2.1. Descrição dos Materiais

2.1.1. Estruturas

Com o emprego deste novo conceito de estruturasmetálicas para linhas de transmissão, obtém-se razoáveleconomia, seja em termos de materiais seja em serviços.Uma das vantagem da util ização destas estruturas é otransporte e instalação, nos seguintes pontos:

• Tendo em vista a sua execução treli çada, compequenos veículos é possível transportar suas peças aqualquer lugar;

• Facili dades na montagem, pois pode-se realizar apré-montagem das diversas partes da estrutura nopróprio canteiro de obras, não sendo necessários comisso, a utilização de grandes equipamentos para a suainstalação e montagem. No caso das estruturas emconcreto, normalmente ocorrem transtornos notráfego de veículos e de pedestres (observar figuras 3e 4).

FIGURA 3 – MONTAGEM DA ESTRUTURA

FIGURA 4 – MONTAGEM DA ESTRUTURA

É importante salientar que, nesta linha de transmissãotomada como exemplo, seria bastante complicado ainstalação de estruturas de concreto devido a proximidadecom árvores e com redes de distribuição em média-tensãoconforme pode ser observado nas figuras 5 e 6, a seguir.

O custo dessa linha poderia ter sido reduzido de formamais acentuada caso houvesse sido desenvolvida afamília completa de torres. Atualmente, tem-se apenas astorres de suspensão urbana até 3° e ancoragem 90° outerminal. Caso houvesse uma estrutura de ancoragemintermediária, seria reduzido o peso desta estrutura e,naturalmente, os custos relativos a materiais e serviços.

Foi usado nesta LT 57 toneladas de aço, ao passo que,caso a sua execução fosse em concreto, seriamnecessários 27 postes de concreto, representando, nesseitem, apenas 2% de redução de custos em materiais. Pelafacili dade de execução e transporte, a grande economiaresultante do seu emprego aconteceu nos custos de mão-de-obra para a sua montagem, onde foram obtidos cercade 20% de redução de custos.

FIGURA 5 – MONTAGEM DA ESTRUTURA

Página 3/5

FIGURA 6 – MONTAGEM DA ESTRUTURA

2.1.2. Isoladores

Caso fossem usadas estruturas de concreto seriamnecessários o emprego de 57 isoladores poliméricosconvencionais e 75 isoladores line-post. Essas estruturaspermitiram a util ização apenas de isoladores poliméricosconvencionais, representando também neste item umaredução considerável em materiais e serviços. Emmateriais para a isolação das partes energizadas,conseguiu-se uma redução de aproximadamente, 58% decustos em relação as linhas executadas em concreto,naturalmente, resultante da não necessidade de empregodos isoladores tipo line-post. Consequentemente, reduziu-se as necessidades de custos com serviços em cerca de27%. Detalhes da montagem dos isoladoresconvencionais podem ser observadas nas figuras 7 efigura 8, a seguir.

FIGURA 7 – MONTAGEM OS ISOLADORES

FIGURA 8 – MONTAGEM DOS ISOLADORES

2.1.3. Fundações

O tipo de estrutura possibilit ou também reduçõesconsideráveis em praticamente todos os itensrelacionados a fundação das estruturas, tais como:

1. Escavações;

2. Concreto e concretagem;

3. Reaterro;

4. Aço para armadura;

5. Reaproveitamento de formas;

6. Solo de jazida;

7. Eletroduto flexível.

A economia total resultante dos itens acima situou-se em,aproximadamente de 28 %. Salienta-se que a maiordiferença está no item “aço para armaduras”, ondeobteve-se redução de cerca de 50 % no peso final. Natabela 1, a seguir, são discriminados os volumes e massasenvolvidas no projeto das fundações da linha detransmissão em análise.

TABELA IVOLUME E PESO DE ESCAVA ÇÃO:

Volume (m³) Metáli co Concreto

Escavação em solo tipo 1(solo normal)

595,98 714,10

Concreto 250,68 336,52Reaterro 342,68 306,50Concretagem 250,68 336,52

Peso (kg) Metáli co Concreto

Aço para armadura 6.739,14 13.323,00

Página 4/5

FIGURA 9 – FUNDAÇÕES

FIGURA 10 – FUNDAÇÃO PRONTA

2.1.4. Impacto ambiental e visual

A exigência crescente dos órgãos reguladores eambientais, obrigam a adequações das estruturasutilizadas nas linhas de transmissão aos novos conceitosde preservação ambiental e, no caso específico de áreaurbana, também são importantes os aspectos relacionadosaos impactos visuais provocados pelas mesmas. Combase nisto, este tipo de solução em estrutura conseguiuuma substancial redução no corte da vegetação paramontagem das estruturas metáli cas em torno do local,facilit ando as liberações das li cenças ambientais e, comoconsequência natural, diminuição do tempo de execuçãototal da obra. No caso da utilização das estruturas emconcreto convencionais, o tempo total da obra poderia serbem mais elevado. Nas figuras figura 11 e 12 sãomostrados detalhes do aspecto visual das estruturasutilizadas.

FIGURA 11 – VISTA GERAL DA LT

FIGURA 12 – VISTA GERAL DA LT

2.2. Outras Melhorias Implementadas no ProjetoAlgumas melhorias promovidas com o desenvolvimentodo projeto destas estruturas referem-se a instalação dedispositi vos antiescalada, cruzeta para sustentação dealimentadores em média-tensão e proteções contrachoques de veículos. No primeiro caso, a empresa dedistribuição é resguardada de quaisquer acidentes quepossam vir a ocorrer devido a escalada de pessoas ouanimais até próximo aos condutores da linha energizada.No caso das cruzetas, transfere-se dos postes antesexistentes para ancoragens executadas diretamente emalgumas torres, conforme pode ser observado na figura13. A figura 14 mostra os detalhes dos dispositi vos quegarantem a proteção das linhas contra choquesmecânicos.

FIGURA 13 – CRUZETA PARA ALIMENTADORES

Página 5/5

FIGURA 14 – DEFENSA METÁLICA

3. CONCLUSÃO

Conforme pode ser observado no trabalho, tem-se comovantagens das estruturas metálicas utilizadas pela AESSul em áreas urbanas, naturalmente quando comparadasas estruturas em concreto:

• Redução de custos de materiais e mão-de-obra paramontagem - após a conclusão do projeto, obteve-sereduções no item materiais e serviços da ordem de 23e 22%, respectivamente, resultando numa economiafinal de, aproximadamente, 21%;

• Simplicidade de montagem e transporte, facilitandosua instalação em áreas de arborização densa eexistência de redes de média-tensão;

• Menor impacto visual provocado pela instalação dasestruturas da linha;

• Facili dade de manutenção.

De acordo com esses resultados pode-se afirmar quetodos os objetivos com a instalação deste novo conceitode estruturas metálica compactas de 69 kV na âmbito daAES Sul foram satisfatoriamente atingidos

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMASTÉCNICAS – Projeto de Linhas Aéreas deTransmissão e Subtransmissão de Energia Elétrica –NBR 5422 – Brasil.

[2] Labegalini, P. R.; Labegalini, J. A.; Fuchs, R. D.;Almeida, M. T. “Projetos Mecânicos das LinhasAéreas de Transmissão”. Editora Edgard BlücherLtda.. São Paulo. 1992.

[3] Silva, P. R. R. L e outros. “Trusspole - PosteMetáli co Treliçado – Resultados da Aplicação emLT 69 kV C.S.” – Trabalho FL/GLT/02 XII ISNPTEE/1995 – Florianópolis – SC – Brasil.

[4] Silva, P. R. R. L e outros. “Uma Nova Série deEstruturas para Aplicação em LT’s Urbanas de BaixaTensão” – Trabalho FL/GLT/08 XIV SNPTEE/1997– Belém – PA – Brasil