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SNPTEESEMINÁRIO NACIONALDE PRODUÇÃO ETRANSMISSÃO DEENERGIA ELÉTRICA

GLT-0419 a 24 Outubro de 2003

Uberlândia - Minas Gerais

GRUPO IIIGRUPO DE ESTUDO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO - GLT

ESTRUTURAS METÁLICAS COMPACTAS DE 69 KV EM PERÍMETRO URBANO – RESULTADO DAAPLICAÇÃO DE MATERIAIS E SERVIÇOS EM LINHA DE TRANSMISSÃO NA AES SUL

Claiton A. R. Homrich*AES Sul

7RESUMO

O presente trabalho apresenta a experiência da AESSul obtida com a utilização em seu sistema detransmissão de estruturas metálicas compactas de 69kV em áreas urbanas. Esse tipo de utilizaçãopossibilitou uma significativa redução no custo final daobra comparada com as estruturas em concreto,normalmente utilizada em áreas com elevadadensidade populacional. Além disso, a prática adotadareduziu substancialmente as dimensões das estruturas,atenuando o impacto visual resultante da construçãodas torres. Mostra-se aspectos relevantes do projetodessas torres detalhando onde foram auferidas asreduções de custo, bem como ilustrações que mostrama redução da poluição visual alcançadas com o seuemprego.

PALAVRAS-CHAVE

Poluição visual, materiais, serviços, torres metálicasurbanas, viabilidade técnico-econômica.

1.0 - INTRODUÇÃO

Tradicionalmente, o fator que mais influenciava adecisão pelo projeto da linha de transmissão é o custo-benefício. Atualmente, aliado a redução de custos,torna-se cada vez mais importante a redução doimpacto visual resultante do projeto, pois os órgãosambientais e as agências reguladoras estão tornando-se bastante exigentes para a liberação de licenças deconstrução das mesmas.

Dentro deste novo contexto, a AES Sul estudou aviabilização 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, poluiçõesvisuais e, naturalmente, manutenção da confiabilidade.O resultado das análises efetuadas foi a utilização deestruturas metálicas compactas de 69 kV para linhasde transmissão urbana, conforme figuras 1 e 2, aseguir. Como pode-se notar, trata-se de estruturastreliçadas autoportantes, com fundação única, similarao poste de madeira ou de concreto, capaz de associaras vantagens técnico econômicas das estruturastreliçadas com as dos postes maciços ou tubulares

FIGURA 1 – ESTRUTURA DE SUSPENSÃO

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FIGURA 2 – VISTA GERAL DA LT

2.0 - CARACTERÍSTICAS DE PROJETO DA LT

A linha de transmissão adotada para análise pertencea classe de tensão de 69 kV situada em regiãodensamente povoada e com extensão de cerca de2.700 metros, executada em circuito simples trifásicocom configuração vertical, composta de 1 condutorCAA LINNET 336,4 kcmil por fase e 1 cabo pára-raiosHS 3/8” e isoladores do tipo polimérico. Foramutilizadas 18 estruturas de suspensão e 9 estruturas deancoragem. Seu projeto baseou-se nos critérios danorma brasileira NBR 5422 – Projeto de Linhas Aéreasde Transmissão e Subtransmissão de Energia elétricae o projeto das estruturas metálicas feito por umaEmpresa de renome nacional, calculadas com autilização de programas de computador baseados nométodo dos elementos finitos e que fazem a análiseestática linear de estruturas reticuladas. Odimensionamento atendeu integralmente aos requisitosdo “Guide for Design of Steel Transmission Towers” doASCE.

Para todas as estruturas, empregou-se fundações emsapata de concreto com stub, sendo utilizado apenasuma fundação em concreto e seus quatro stubs sãomontados em conjunto formando um gabaritoindeformável entre eles. Utilizou-se, para ambos oscasos, as mesmas condições de carga nos condutorese no pára-raios, bem como mesma velocidade epressão do vento e o mesmo período de retorno. Afabricação das estruturas metálicas mantiveram-seidênticas ao processo de fabricação das outrasestruturas metálicas convencionais.

2.1 Descrição dos Materiais

2.1.1 Estruturas

Com o emprego deste novo conceito de estruturasmetálicas para linhas de transmissão, obtém-serazoável economia, seja em termos de materiais sejaem serviços. Uma das vantagem do uso destasestruturas é o transporte e instalação, nos seguintespontos:

• Tendo em vista a sua execução treliçada, compequenos veículos é possível transportar suas peçasa qualquer lugar;

• Facilidades na montagem, pois pode-se realizar apré-montagem das diversas partes da estrutura nopróprio canteiro de obras, não sendo necessárioscom isso, a utilização de grandes equipamentos parasua instalação e montagem. No caso das estruturasem concreto, normalmente ocorrem transtornos notráfego de veículos e pedestres (observar figuras 3 e4).

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 aproximidade com árvores e com redes de distribuiçãoem média tensão, conforme pode ser observado nasfiguras 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-sesomente a suspensão urbana até 3° e ancoragem 90°ou terminal. Caso houvesse uma estruturas deancoragem intermediária, seria reduzido o peso destaestrutura e, naturalmente, os custos relativos amateriais e serviços.

Foi usado nesta LT 57 toneladas de aço, ao passo que,se a sua execução fosse em concreto, seriamnecessários 27 postes de concreto, representando,nesse item, apenas 2% de redução de custos emmateriais. Pela facilidade de execução e transporte, agrande economia resultante do seu empregoaconteceu nos custos de mão-de-obra para a suamontagem, onde forma obtidos cerca de 20% deredução de custos.

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FIGURA 5 – MONTAGEM DA ESTRUTURA

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. Essasestruturas permitiram a utilização apenas de isoladorespoliméricos convencionais, representando tambémneste item uma redução considerável em materiais eserviços. Em materiais para a isolação das partesenergizadas, conseguiu-se uma redução deaproximadamente 58% de custos em relação as linhasexecutadas em concreto, resultante da não utilizaçãode isoladores tipo line-post. Consequentemente,reduziu-se as necessidades de custos com serviçosem cerca de 27%. Detalhes da montagem dosisoladores convencionais podem ser observadas nasfigura 7 e 8, a seguir.

FIGURA 7 – MONTAGEM OS ISOLADORES

FIGURA 8 – MONTAGEM DOS ISOLADORES

2.1.3 Fundações

O tipo de estrutura possibilitou também reduçõesconsideráveis em praticamente todos os itensrelacionados à fundação de estruturas, tais como:

1. Escavação2. concreto e concretagem3. reaterro4. aço para armadura5. formas com reaproveitamento6. solo de jazida7. eletroduto flexível

A economia total resultante dos itens acima situou-seem aproximadamente 28%. Salienta-se que a maiordiferença está no item “aço para armaduras”, ondeobteve-se uma redução de cerca de 50 % no pesofinal. Na tabela 1, a seguir, são discriminadas osvolumes e massas envolvidas no projeto dasfundações da linha de transmissão em análise.

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TABELA IVOLUME E PESO DE ESCAVAÇÃO:

Volume (m_) Metálico ConcretoEscavação em solo tipo 1 (solonormal)

595,98 714,10

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

Peso (kg) Metálico ConcretoAço para armadura 6.739,14 13.323,00

FIGURA 9 – FUNDAÇÕES

FIGURA 10 – FUNDAÇÃO PRONTA

2.1.4 Impacto Ambiental e Visual

A exigência crescente dos órgãos reguladores eambientais, obrigam a adequação das estruturasutilizadas nas linhas de transmissão aos novosconceitos de preservação ambiental e no casoespecífico de área urbana, também são importantes osaspectos relacionados aos impactos visuaisprovocados pelas mesmas. Com base nisto, este tipode solução em estrutura conseguiu uma substancialredução no corte de vegetação para montagem dasestruturas metálicas em torno do local, facilitando asl iberações das l i cenças ambienta is econsequentemente, diminuindo o tempo de execuçãofinal da obra. No caso da utilização das estruturas emconcreto convencionais, o tempo total da obra poderiaser bem mais elevado. Nas figuras 11 e 12 sãomostradas detalhes do aspecto visual das estruturasutilizadas.

FIGURA 11 – VISTA GERAL DA LT

FIGURA 12 – VISTA GERAL DA LT

2.2 Outras melhorias implementadas no Projeto

Algumas melhorias vindas com o desenvolvimento doprojeto destas estruturas referem-se a instalação dedispositivos anti-escaladas, cruzeta para sustentaçãode alimentadores em média-tensão e proteções contrachoques de veículos. No primeiro caso, a empresa dedistribuição fica resguardada de quaisquer acidentesque possam vir a ocorrer devido a escalada depessoas ou animais até próximo aos condutores dalinha energizada. No caso das cruzetas, transfere-sedos postes antes existentes para ancoragensexecutadas diretamente em algumas torres, conformepode ser observado na figura 13. A figura 14 mostra osdetalhes dos dispositivos que garantem a proteção daslinhas contra choques mecânicos.

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FIGURA 13 – CRUZETA PARA ALIMENTADORES

FIGURA 14 – DEFENSA METÁLICA

3.0 - CONCLUSÃO

Conforme pode ser observado no trabalho, tem-secomo vantagens das estruturas metálicas utilizadaspela AES Sul em áreas urbanas, naturalmente quandocomparadas as 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 de23 e 22%, respectivamente, resultando numaeconomia final 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;

• Facilidade de manutenção.

De acordo com esses resultados, pode-se afirmar quetodos os objetivos com a instalação deste novoconceito de estruturas metálica compactas de 69 kV naâmbito da AES Sul foram satisfatoriamente atingidos.

4.0 - 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 - PosteMetálico Treliçado – Resultados da Aplicação emLT 69 kV C.S.” – Trabalho FL/GLT/02 XIIISNPTEE/1995 – Florianópolis – SC – Brasil.

(4) Silva, P. R. R. L e outros. “Uma Nova Série deEstruturas para Aplicação em LT’s Urbanas deBaixa Tensão” – Trabalho FL/GLT/08 XIVSNPTEE/1997 – Belém – PA – Brasil.