Autores: Filipe Henrique Costa Lima e José da Paz Morais
1. Introdução
A utilização das fundações tipo VIGA L em Linhas de Transmissão de Energia é amplamente reconhecida e estabelecida como uma prática fundamental na implementação de projetos, otimizando planejamentos e cronogramas de obras.
Desempenha papel de destaque ao garantir a estabilidade e sustentação necessária para as estruturas dos estais, no entanto, mesmo com sua aceitação consolidada, é inegável a importância primordial da segurança em todas as fases desse processo.
A necessidade de assegurar práticas robustas que minimizem qualquer risco de acidentes se torna ainda mais crucial em ambientes de construção de obras tão complexas como Linha de Transmissão, na qual os prazos de entregas são extremamente reduzidos.
Portanto, é fundamental reconhecer não apenas a eficácia atual das fundações VIGA L, mas também buscar constantemente aprimoramentos e inovações que elevem ainda mais os padrões de segurança, garantindo a integridade das estruturas e a proteção de todos os envolvidos no processo construtivo.
2. Objetivo
Este artigo busca reforçar a aceitação estabelecida da VIGA L no mercado de Linha de Transmissão e sua relevância no planejamento de projetos.
Além disso, visa identificar as práticas utilizadas atualmente para minimizar os riscos, discutir soluções práticas para aprimorar sua aplicação mantendo vantagens já conhecidas e explorar melhorias ou novos produtos que aumentem a segurança e funcionalidade dessa fundação.
3. Fundação com Viga L em Linha de Transmissão de Energia
A VIGA L ou bloco pré-moldado é uma solução de fundação amplamente adotada em torres do tipo estaiada, permitindo uma série de vantagens que vão desde a possibilidade de iniciar sua produção ainda no canteiro de obras antes mesmo de ser emitido a licença de instalação (LI), até todos os processos construtivos que podem ser considerados com uma técnica simplificada.
Para mais detalhes e uma análise aprofundada sobre esse tipo de fundação, recomenda-se a leitura do artigo intitulado ‘Bloco pré-moldado como solução de fundação de torre em Linha de Transmissão de Energia‘. O material oferece uma exploração minuciosa das características, aplicação e considerações específicas ao utilizar blocos pré-moldados para torres em Linhas de Transmissão de Energia.
4. Desafios na conexão entre hastes e acessórios
A VIGA L, assim como qualquer outro tipo de fundação, demanda uma abordagem cuidadosa e atenta durante todas as etapas de sua aplicação. O ponto crítico reside na conexão precisa entre a haste de ancoragem e seus acessórios já que qualquer falha nesse processo implica em perda de área de contato prevista para distribuição da carga aplicada na fundação.
A luva de emenda Incotep é fabricada com rosca usinada e possui um stop central interno, assegurando um comprimento uniforme da haste em ambos os lados após a instalação. É crucial o rosqueamento completo da rosca da luva com os filetes da haste durante a instalação para evitar interferências ou comprometer o desempenho mecânico do conjunto.
Atualmente, para mitigar situações como essa, práticas preventivas são adotadas, podendo ser executadas tanto pelos fornecedores do conjunto de haste quanto pela equipe de fiscalização em campo, bem como pela própria equipe de instalação.
A Incotep – Sistemas de Ancoragem, desenvolveu a ‘IT – Procedimento para Instalação de Hastes com Elementos de Conexão‘ que foi elaborada como guia orientativo destinado à marcação das hastes em campo e tem como objetivo garantir que todo o comprimento necessário das hastes seja corretamente rosqueado na luva de emenda.
A prática é essencial para estabelecer uma conexão robusta e segura entre os elementos, assegurando a integridade estrutural e a eficiência do sistema de ancoragem.
A metodologia é simples: inicialmente mede-se o comprimento útil interno do acessório, e em seguida, utilizando tinta industrial marca-se na haste o comprimento necessário para a conexão do elemento de fixação.
Por fim, com uma chave de grifo ou manualmente, rosqueia-se a haste no acessório até alcançar a marcação feita anteriormente.
Cuidados como esse reforça a importância de uma execução eficiente em campo, destacando que, apesar da simplicidade aparente da técnica, a aplicação da VIGA L requer uma atenção especial a cada detalhe, visando sempre à integridade estrutural e à segurança do projeto.
5. Ensaios
No processo de garantia de qualidade do conjunto de ancoragem, além dos procedimentos realizados em campo, são conduzidos também ensaios mecânicos e de campo.
a. Ensaios mecânicos
Os ensaios mecânicos ocorrem em laboratórios, proporcionando um ambiente controlado, sem variações de inclinação ou outros fatores que pode estar presentes durante a instalação do conjunto em campo.
Permite uma avaliação precisa e minuciosa do desempenho não só das hastes e luvas de emenda, mas também dos outros acessórios que compõe o conjunto como porca, contraporca, placa e olhal. Com isso, é possível avaliar ainda a interação e compatibilidade entre eles garantindo um funcionamento eficiente e seguro do conjunto.
b. Ensaio em campo
No ambiente de campo, são executados ensaios de rotina com a finalidade específica de mitigar os riscos associados à compactação e assegurar uma conexão adequada entre os diferentes componentes que compõem o conjunto.
A implementação de critérios de amostragem pelas empresas para conduzir esses procedimentos em campo é crucial, porém, sua padronização no mercado ainda carece de consistência. Geralmente, varia conforme a política interna de cada empresa, as particularidades do projeto em foco e a extensão da linha de transmissão ou sistema de ancoragem a ser instalado.
A diversidade na definição dos critérios pode levar a interpretações distintas e resultados discrepantes entre os testes realizados por diferentes empresas, no entanto, o foco deste artigo não se concentra nesse tema.
c. Ensaio prático
Contribuindo com o objetivo central do artigo, que se concentra na proposta para melhoria na segurança em fundações do tipo Viga L, onde a conexão entre a haste a luva de emenda se torna o ponto crítico, foi conduzido um teste simulando quatro cenários de rosqueamento entre um conjunto de ancoragem.
Para isso, foi utilizado o conjunto INCO LT 55TB dimensionado para resistir 44tf como carga de escoamento e 55tf como carga de ruptura. O teste foi submetido considerando 25%, 50%, 75% e 100% de rosqueamento da haste na luva.
Os resultados obtidos demonstraram:
A interpretação dos resultados é crucial e revela nuances importantes. A condição da haste 100% rosqueada na luva, como projetada, demonstrou um desempenho satisfatório. Com 75% de rosqueamento, a conexão atenderia aos ensaios de rotina, considerando apenas a carga de ruptura. No entanto, ao longo do tempo, estaria sujeito a efeitos preocupantes que demandariam atenção detalhada.
A fragilização resultante da acomodação e das vibrações podem impactar negativamente a resistência da barra roscada, comprometendo diretamente a eficiência da conexão. Essa deterioração gradual afetaria a estabilidade estrutural, apontando possíveis problemas relacionados à fundação ao longo do tempo. Tais descobertas destacam os desafios e particularidades ligadas à interligação dos componentes essenciais nos sistemas de ancoragem, especialmente em relação à durabilidade e estabilidade estrutural no decorrer do tempo.
Nas condições de 50% e 25% do rosqueamento completo da haste, em situações onde a carga aplicada à fundação seja igual ou inferior aos valores que causaram o escorregamento, pode-se implicar uma validação momentânea e puramente mecânica do conjunto.
6. Correlação entre Risco e Impacto/Resultado
Durante a execução em campo, falhas podem comprometer a segurança da fundação, no entanto, dois merecem destaque:
- Erro de compactação
Afeta diretamente a segurança da fundação, no entanto, devido ao peso do solo e da própria viga, quaisquer irregularidades ou deslocamentos excessivos poderiam ser notados nos testes de campo ou durante o pré-tensionamento dos estais. Tais problemas seriam identificados pelo deslocamento do solo, o que antecede o arrancamento.
Embora represente um risco durante a execução, sua detecção precoce é possível com equipes experientes, permitindo a identificação e prevenção de acidentes.
- Falha na conexão haste e luva
Como demonstrado no item 5.C deste artigo, mesmo com a haste parcialmente rosqueada na luva, os ensaios de campo podem apresentar resultados satisfatórios. No entanto, ao longo do tempo, devido a vibrações, acomodações do solo e tensões nos estais, existe o risco de a haste perder o contato com a luva. Isso pode resultar na perda abrupta de carga, levando ao colapso total da estrutura, sem mostrar sinais óbvios anteriores.
Essa situação pode ocorrer durante a montagem inicial das estruturas, quando os primeiros esforços são aplicados, ou ao longo da vida útil da fundação.
7. Estudo de caso: Projeto alternativo sem utilização da luva de emenda
Para exemplificar o tema e adentrar as propostas de melhorias para esta solução de fundação, um caso específico se destaca.
Em um projeto de Linha de Transmissão de Energia de 230kV, onde os nomes do projeto e cliente serão preservados, uma solicitação exigia a não utilização da luva de emenda, visando eliminar qualquer tipo de risco no que tange rosqueamento de trechos da haste que ficarão abaixo do solo e medidas adicionais de mitigação ou fiscalização.
Uma empresa especializada em projetos de fundação para Linhas de Transmissão, a qual por questões de autorização não será nomeada, colaborou para o desenvolvimento de uma abordagem alternativa com geometria denominada VIGA C.
O conceito inicial deste escopo incide em eliminar completamente o uso da luva de emenda, reduzindo os erros identificados nos itens 4, 5 e 6 deste artigo.
Consiste no transpasse total da haste pelo centro do bloco de concreto, possibilitando o rosqueamento com porca e contraporca na parte inferior, enquanto na parte superior, placa e porca para fixar completamente a haste ao bloco de concreto.
O método tem por objetivo evitar qualquer deslocamento da haste, mesmo que haja alívio de tensão nos estais e pode ser realizada antes do descarregamento da viga, ou seja, ainda na carroceria do veículo responsável pelo transporte.
Uma etapa importante foi a realização de consultas a outros profissionais direta e indiretamente envolvidos no processo. Foi a partir daí que se identificou que a alteração da geometria do bloco para um formato em ‘C’ acarretaria mudanças significativas nas fôrmas metálicas e nos materiais amplamente empregados por diversos construtores.
A consequência seria um aumento do tempo necessário para a etapa de corte e dobra da armadura, levantando preocupações quanto à viabilidade e atratividade da implantação desse conceito.
A partir dessa premissa de utilizar as fôrmas atuais, foi concebido um projeto que preservou a geometria padrão, resultando em uma viga que, embora mantivesse a estrutura em formato de “L”, contemplou uma configuração distinta conhecida como “casulo”.
Isso significa que as alterações necessárias para implementar esse novo design seriam mínimas nas fôrmas, mantendo a familiaridade e eficiência das equipes no processo de construção, sem gerar mudanças bruscas na disposição da armadura.
Embora o conceito dessa solução esteja estabelecido, a busca por aprimoramentos requer uma análise mais detalhada para garantir melhorias efetivas. Pontos específicos, como a área inicial da haste que, nessa nova concepção, estaria em contato direto com o solo, demandam uma verificação minuciosa.
Surge a questão sobre a necessidade de uma proteção superficial específica, mesmo considerando que a maioria dos conjuntos de hastes possuem proteção superficial com galvanização a fogo. Além disso, uma avaliação mais aprofundada dos acessórios é essencial para identificar possíveis aprimoramentos, como:
- inclusão de porcas com trava antivandalismo;
- porcas com cola especial;
- desenvolvimento de placas extras para a parte superior;
- pintura especial na região do casulo (epóxi, galvanização extra, etc.);
- espuma expansiva no local do transpasse a haste;
É relevante ressaltar que, embora o projeto dessa viga ainda não tenha sido aplicado na prática em campo, a participação dos fornecedores de conjuntos de ancoragem, como a Incotep, assim como de projetistas e construtoras, é fundamental para envolver-se nessa solução que mantém sua eficácia mas especialmente uma maior segurança.
8. Conclusão
A proposta de melhoria apresentada neste estudo, ao sugerir uma alternativa sem a luva de emenda, não anula a importância de elementos fundamentais. Ainda é crucial contar com materiais de qualidade, equipes de campo devidamente qualificadas e orientadas, além de procedimentos específicos em campo para mitigar riscos. Igualmente importante é a presença de uma fiscalização presente e capaz de inspecionar minuciosamente todas as etapas construtivas no ambiente de campo.
Todos esses elementos formam a base essencial para a segurança, confiabilidade e durabilidade de qualquer estrutura de fundação, independentemente de suas modificações ou inovações propostas.
Assim, a proposta de melhoria não apenas visa eliminar a conexão haste-luva, mas também reforça a importância incontestável de uma abordagem holística na construção de fundações. A inovação deve ser acompanhada por práticas estabelecidas e fundamentais, criando um ambiente de trabalho seguro e eficiente, garantindo não apenas melhorias pontuais, mas sim uma evolução consistente e sustentável no setor da engenharia.
