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TORRES DE
TRANSMISSÃO NO
BRASIL
Histórico de caso: fundações helicoidais
e tirantes
www.hubbellpowersystems.com
10.000 TORRES
Projeto Rio Madeira no Brasil
Uma das maiores linhas de transmissão no mundo
está sendo construída no Brasil e as fundações
helicoidais da Chance® e os tirantes fabricados
pela Hubbell Power Systems, Inc. (HPS) estão
ajudando a suportar as torres em condições
variadas de relevo e solo.
A demanda por eletricidade do Brasil está aumentando aproximadamente 4,5% ao ano. Isso significa que em 2021, a demanda
total crescerá da carga atual de 472.000 GWh para 736.000 GWh — um crescimento de 56%.
Para atender essa demanda, o governo Brasileiro planeja construir cerca de 48 novas usinas hidroelétricas, que somadas terão
uma capacidade total instalada de 42.157MW de potência. A maior parte desse potencial esta localizada na bacia do Rio
Amazonas, no norte do país.
Duas dessas usinas já estão construídas, as usinas do complexo do Rio Madeira, Jirau e Santo Antonio, ambas situadas no estado
de Rondônia e com capacidade total instalada de 12,8GW.
Entretanto, há apenas um problema.
No Brasil, as regiões leste e sudeste estão separadas das grandiosas usinas geradoras no nordeste por 2.375 km de terreno
acidentado e pequenos rios. Desse modo, Além da construção de novas usinas de energia, o Brasil também está intensamente
empenhado na construção de linhas de transmissão. Um dos maiores empreendimentos, o projeto Rio Madeira, está atualmente
em construção.
A maior linha de transmissão de energia
construída no Brasil
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O trabalho na primeira linha começou em 2011 e está quase completo. O
trabalho na segunda linha, paralela, começou em meados de 2012 e deverá
estar concluído em 2013. Esta linha necessitará de 6.500 trabalhadores para
finalizada seu custo será de 1,8 bilhões de dólares (cerca de R$ 3,5 bilhões).
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torres e terá aproximadamente 76.000 km de condutores (ACSR 40/25 mm).
As duas linhas transmitirão 12,8 GW de energia ao longo das 2.375 km de
Porto Velho a Araraquara.
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Fonte: PDE 2010/2019 - MME
A primeira linha pertence a três empresas: IE Madeira – formada por CTEEP
(51%), Furnas (24,5%), Chesf (24,5%). A segunda pertencerá a: NBTE –
formada por Abengoa (51%), Eletrosul (24,5%) e Eletronorte (24,5%).
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S.Vitória do Palmar
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Obs: Algumas datas foram atualizadas de acordo
com os Leilões de Transmissão da Aneel
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As três empresas que estão construindo as linhas são: Alta Energia (33%), Schahin (34%) e Toshiba (33%).
O desafio das distâncias e a variação do
terreno
As condições de terreno e de solo variam muito ao longo da rota da linha,
como consequência, os projetos das torres variam bastante cerca de 80% são
torres com eixo único, tirantes, suportadas por âncoras helicoidais. Os outros
20% são torres fixas (auto portante). O tipo de torre escolhido para cada local
depende da geografia (condições do solo) e da rota da linha (curvas).
Algumas condições estão em locais muito remotos, tornando difícil o acesso
para a construção. Onde foi possível, foram usadas torres com tirante, eixo
central, que praticamente serviram para o uso de âncoras helicoidais.
Em fevereiro de 2011, os representantes da HPS Delmar, no Brasil reuniram-se
com a Alta Energia e a Schahin.
Algumas torres estavam localizadas em áreas muito remotas e
o acesso a elas foi um enorme desafio.
A Delmar é uma fábrica da HPS e distribuidora de produtos como pára-raios, comutadores e chaves para subestação. A fábrica
está localizada em Tatuí, Estado de São Paulo. A Delmar está no setor há mais de 40 anos e foi adquirida pela HPS em 2005.
A HPS sugeriu aos empreiteiros de fundação da torre que considerassem as fundações helicoidais da Chance® como uma opção
e forneceram amostras para testes, juntamente com os relatórios de qualidade e os resultados de teste (inclusive cargas de
torsão). Os empreiteiros instalaram essas amostras de fundações e executaram testes de compressão e de tração. Eles também
entraram em contato com outras empresas que usam fundações helicoidais da Chance, para obter referências.
Os testes de tração (haste de seção quadrada SS200) e a compressão (haste redonda RS3500 para torre auto portante com
mastro central) foram executados no Brasil pela Schahin Engenharia e Alta Energia, sob a supervisão dos engenheiros da HPS.
Totalmente satisfeitos, os empreiteiros fizeram o seu pedido em agosto de 2011. Das fundações helicoidais utilizadas na primeira
linha, 50% são da marca Chance®. A primeira linha do projeto Rio Madeira tem 4.300 torres. Dessas, 3.440 são torres estaiadas,
com 1.800 suportadas por fundações helicoidais SS200 da Chance. Das 860 torres autoportantes, 250 são suportadas por
fundações helicoidaias RS3500 da Chance.
Vantagens em ultilizar a fundações helicoidal
As empresas concessionárias brasileiras e os empreiteiros têm usado fundações de concreto, tubulão e pré-moldados para torres,
durante anos. Embora tecnicamente eficientes essa abordagens apresentam algumas desvantagens.
Comparação dos tipos de fundação
concreto/pré-moldado/tubulão
Fundação
• Requer muito concreto
• Não requer concreto
•Requer muita água
• Não requer água
•Requer equipamento grande para
• Requer um trator ou retroescavadeira com
movimentação de terra
helicoidal
motor hidráulico
•Requer muita equipe de trabalho
• Requer poucos operários
•Vibração considerável (Tubulão)
• Sem vibração
•Grande impacto ambiental
• Impacto ambiental muito reduzido
•Difícil de instalar em algumas condições
• Pode ser instalado em quaisquer condições
climáticas
climáticas.
Como a maioria das torres se encontra em locais remotos, as fundações helicoidais funcionam muito bem e podem ser usadas
em várias condições de solo. O solo muito arenoso, em algumas áreas ao longo da rota, impede a instalação de fundações de
concreto. Buracos escavados em solo arenoso tendem a desmoronar e requerem não somente escoras, mas quantidade maior
de material. Obstáculos ao transporte para outras áreas teriam prejudicado a entrega de concreto e todos os equipamentos
necessários. Esses problemas foram solucionados pelas fundações helicoidais, que exigem a instalação de uma máquina
relativamente pequena e alguns trabalhadores. Isso resultou em custos de mão de obra significativamente menores para instalar
fundações helicoidais, em comparação ao de uma enorme fundação de concreto necessária para uma única torre.
As hastes de extensão permitem que a seção guia penetre profundamente no solo
até que o torque adequado seja alcançado.
As fundações helicoidais são mais fáceis e rápidas de instalar do que
as fundações de concreto tradicionais. Elas também requerem menor
material e muito menos trabalhadores.
Teste e segurança
Após a instalação, os empreiteiros testaram a maioria das fundações helicoidais. Nas torres autoportantes, que se apoiam nas
fundações helicoidais, foram testadas uma de cada apoio. Nas torres estaiadas, os empreiteiros testaram todos os tirantes.
O teste foi necessário por dois motivos. Primeiro, o governo brasileiro o exigiu como parte
do contrato de construção. Segundo, foi a primeira vez que os empreiteiros trabalharam
com este tipo de sistema de fundação e eles precisavam confirmar se a solução funcionaria
nas diversas condições de solo.
O teste revelou alguns problemas que ilustram a importância de ter informações precisas
sobre o solo. Em algumas áreas, as condições de solo eram enganosas. Em uma dessas áreas,
um tirante foi instalado com a resistência de torque correta, mas durante o teste ocorreu
falha. Para solucionar o problema, o empreiteiro simplesmente instalou o tirante mais
fundo. Em outra área, as cavidades subterrâneas forçaram os engenheiros a abandonar
o projeto de uma torre estaiada e instalar uma torre autoportante devido às condições
adversas de solo.
Todos os problemas foram solucionados com a correção dos procedimentos de teste, alteração
do projeto da torre ou com e reajuste das profundidades instalação (torque).
Rota de entrega
Teste de traçsão.
A HPS fabrica as fundações helicoidais Chance em Centralia, no estado de Missouri, nos
EUA, mas o produto precisava ser entregue em regiões agrestes do brasil. Isso exigiu um planejamento diferenciado.
Primeiramente, embalado em engredados no Missouri, o material foi transportado
para um porto nos EUA, e por mar, até Santos, o maior porto do Brasil. A partir daí, os
embarques foram entregues por caminhões (240 km) nas instalações da HPS Delmar.
Desse local, o material foi transportado para as áreas de preparação e locais de
construção pelo Brasil, inclusive para alguns destinos a 3.000 km de distância.
Não ocorreu nenhum problema de embarque ou entrega. Tudo chegou no tempo previsto.
Os pedidos foram feitos com bastante antecedência, portanto, a HPS pôde planejar a
fabricação e o transporte. No início, os fornecedores no Brasil fizeram as entregas mais
cedo do que a HPS. No final do projeto, o material da Chance® foi entregue mais rápido
do que o dos concorrentes locais.
Esse alto nível de serviço e desempenho do produto são um bom indicador para projetos
Teste de compressão.
futuros, para empregar fundações helicoidais e âncoras com tirantes da Chance®. Seu valor
como uma solução para áreas e condições de solo difíceis foi bem recebido.
A experiência internacional e interpessoal adquirida com essa tarefa
modelo, estabeleceu laços fortes entre todos os envolvidos. Esses
relacionamentos formaram uma base de trabalho sólida para continuar
a construir de comum acordo com os próximos empreendimentos de
linhas de transmissão do Brasil.
®
Estacas Helicoidais – Perfil Quadrado.
Capacidade de carga até 75 Toneladas.
Capacidades de torque até 20.000 pés-lb.
Cinco tamanhos de desempenho adaptam-se
a uma ampla variedade de condições de solo.
Os tirantes e fundações da Chance trabalham
em conjunto para fornecer suporte e
resistência adequados em carga de tração.
• 100 anos de liderança em ancoragem no
setor
• Suporte especializado em aplicações de
engenharia de ancoragem
Adaptador
do tirante
Extensão
• Software proprietário de projeto de
capacidade helicoidal, HeliCAP®
Seção guia
•A
lta capacidade de estoque manufatura,
especialização e estoque a pronta entrega
Estaca Helicoidal de seção quadrada (SS) CHANCE®
6
Série do produto
Classificação de torque
pés-lbs. (Nm)
Força máxima de tensão*
kip (kN)
Limite de capacidade de
elevação/compressão**
kip (kN)
SS5
5.500 (7 500)
70 (312)
55 (245)
SS150
7.000 (9 500)
70 (312)
70 (312)
SS175
10.500 (14 200)
100 (445)
110 (489)
SS200
16.000 (21 700)
150 (668)
150 (668) ***
SS225
23.000 (31 200)
200 (890)
200 (890) ***
*
Baseado na força mecânica do acoplamento
** Baseado na classificação de torque - Limite de capacidade de elevação/compressão = Classificação de torque x Kt.
Kt “padrão” para tipo SS = 10 pés-1 (33 m-1)
***
Baseado na força mecânica do parafuso do acoplamento,
maiores capacidades de compressão disponíveis com o Helical Pulldown® Micropile
®
As fundações helicoidais Instant
Foundation® chegam a locais onde não
Chegam as fundações de concreto
Capacidade para a combinação de
solo e carga:
Qualquer carga. Em qualquer lugar.
Para suportar altas cargas e diversas
composições de solo, as estacas com perfil
tubular Chance fornece uma grande
variedade de opções. Em Aço Carbono
Galvanizado, o perfil tubular atende cargas
de tração e compressão. Devidamente
dimensionado, a solução de fundação em
Estacas Helicoidais pode ser aplicada em
praticamente todos os tipos de solo e sob
qualquer carga.
Capacidades de torque até 20.000
pés-lb.
Cinco tamanhos de desempenho adaptamse a uma ampla variedade de condições de
solo.
Estaca de produto Helicoidal de redonda (RS) CHANCE®
Série do produto
Classificação de torque
pés-lbs. (Nm)
Força máxima de tensão*
kip (kN)
Limite de capacidade de
elevação/compressão**
kip (kN)
RS2875.203
5.500 (7 500)
60 (267)
49,5 (220)
RS2875.276
8.000 (10 846)
90 (400)
72 (320)
RS3500.300
13.000 (17 600)
120 (534)
91 (405)
RS4500.337
23.000 (31 200)
140 (623)
138 (614)
RS6625.280
40.000 (54 233)
200 (890)
200 (890)
RS8625.250
60.000 (81 349)
300 (1 334)
300 (1 334)
* Baseado na força mecânica do acoplamento
** Baseado na classificação de torque - Limite de capacidade de elevação/compressão = Classificação de torque x Kt
Kt “padrão” para Série RS2875 = 9 pés1 (30 m-1); para tipo RS3500.300 = 7 pés-1 (23 m-1);
para tipo RS4500.337 = 6 pés-1 (20 m-1);
para tipo RS6225.280 = 5 pés-1 (13 m-1);
para tipo RS8624.250 = 4 pés-1 (13 m-1);
7
nossa empresa
A Hubbell Power Systems (HPS) produz uma variedade de
produtos utilizados na transmissão, distribuição, subestação e
telecomunicações. Os produtos da Hubbell também são utilizados
na construção civil, transportes e indústria. Nossa linha de
produtos inclui ferragens, seccionadoras, ferramentas, isoladores,
para-raios, acessórios para cabos, equipamentos de teste, buchas
para transformador e caixas pré-moldadas. A Chance é uma
marca do grupo Hubbell Power Systems
A Hubbell mantem uma política de
desenvolvimento contínuo de produtos. Nos
reservamos no direito de alterar projetos e
especificações sem prévia notificação.
©Copyright
2013 Hubbell Incorporated
Printed in U.S.A.
CH06004P
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