UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
FLÁVIO DANIEL ALVES DA SILVA
A ATUAÇÃO DO ENGENHEIRO CIVIL NA ELABORAÇÃO DE PROJETOS PARA UMA SUBESTAÇÃO DE ALTA
TENSÃO EM UM COMPLEXO EÓLICO
NATAL-RN
2022
A atuação do engenheiro civil na elaboração de projetos para uma subestação de alta tensão em um complexo eólico
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Dr. Fred Guedes Cunha
Natal-RN 2022
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Silva, Flavio Daniel Alves da.
A atuação do engenheiro civil na elaboração de projetos para uma subestação de alta tensão em um complexo eólico / Flavio Daniel Alves da Silva. - 2022.
55f.: il.
Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil, Natal, RN, 2022.
Orientador: Prof. Dr. Fred Guedes Cunha.
1. Complexo eólico - Monografia. 2. BOP civil - Monografia. 3. BOP elétrico - Monografia. 4. Subestação - Monografia. I. Cunha, Fred Guedes. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 621.548
Elaborado por Ana Cristina Cavalcanti Tinôco - CRB-15/262
A atuação do engenheiro civil na elaboração de projetos para uma subestação de alta tensão em um complexo eólico
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil.
Aprovado em 10 de fevereiro de 2022
___________________________________________________
Prof. Dr. Fred Guedes Cunha – Orientador
___________________________________________________
Prof. Dr. Paulo Waldemiro Soares Cunha – Examinador interno
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Eng. Civil João Luís de Carvalho Lopes Dantas – Examinador externo
Natal – RN 2022
À Deus, que é a razão de todas as coisas, e à minha família, que em todo o tempo e apesar das circunstâncias, esteve comigo, fazendo muito mais do que as minhas palavras são capazes de expressar.
Agradeço a Deus, pai do nosso Senhor Jesus Cristo, por me guiar durante todo o tempo, segundo o bom propósito da sua vontade, dando-me graciosamente toda a capacidade para obter conhecimento, não só durante o curso, mas ao longo de toda a vida.
Aos meus pais, Flávio e Adja, que transbordam amor e cuidado por mim de uma maneira indescritível. Vocês estiveram presentes em cada momento, apoiando sempre que necessário, corrigindo quando era preciso e orientado com toda a sabedoria. Plantaram e regaram tudo com muito suor, para que hoje eu possa colher. Vocês merecem essa conquista, pois ela é de vocês!
Aos meus irmãos, Paulo e Isaac, que desde sempre foram meus grandes companheiros e amigos, seja me apoiando nos estudos seja tendo a conversa que eu tanto precisava em muitos momentos. Vocês me ajudaram mais do que podem imaginar.
Aos meus avós Antônio (em memória), Liu e Maria (em memória) por todo o amoroso apoio que sempre me deram e por compartilharem da minha alegria em tantos momentos.
Agradeço também ao meu avô Bianor (em memória) que, apesar de não o ter conhecido, me deixou no sangue o gosto pela construção civil.
Aos meus tios – Felipe, Haroldo, Lúcia e Marcos – e primos que me incentivaram nos estudos desde cedo.
À minha namorada, Sophia, que tem sido minha companheira em todos os momentos, se alegrando em cada aprovação e me aconselhando sabiamente nos momentos mais difíceis, me dando força e me fazendo crescer como pessoa e como profissional. Você foi um verdadeiro presente e faz essa conquista ser ainda mais especial.
Aos meus irmãos da Igreja Cristã Eterna Aliança, especialmente a célula dos jovens, que tanto me ajudaram a manter o foco nas coisas certas e compartilharam angústias e alegrias comigo. Vocês são uma verdadeira família.
Ao meu orientador Fred Guedes Cunha, por toda a disponibilidade em instruir sempre que preciso, tanto neste trabalho quanto nos períodos de estágio.
Ao professor Paulo Waldemiro e ao engenheiro e companheiro de trabalho João Dantas por prontamente aceitarem fazer parte da banca de correção deste trabalho.
Aos amigos e companheiros de jornada do Grupo de Estudos – especialmente Antônio, Artur, Deyvid, Iuryell, João Pedro, Luiz, Peixoto e Washington – que compartilharam comigo
Aos meus amigos do IFRN, em especial Nickson e Thiago, que me acompanham desde o técnico integrado em Edificações até a graduação em Engenharia Civil. Vocês me ajudaram demais e estou certo de que todo o esforço feito lá atrás valeu a pena.
Aos engenheiros que me orientaram em cada estágio: André, Biancarde, Deyse e João.
Vocês me ajudaram muito a crescer como profissional.
À UFRN, especialmente o Departamento de Engenharia Civil e seus professores, por abrir as portas do mundo da engenharia civil e mostrar os caminhos que devo trilhar. Sou grato pela formação nesta excelente instituição de ensino.
Aos meus professores do ensino médio e fundamental, que tanto contribuíram na minha formação para que eu chegasse até aqui.
Devo gratidão a cada um de vocês. Por tudo, muito obrigado!
A atuação do engenheiro civil na elaboração de projetos para uma subestação de alta tensão em um complexo eólico
A constante expansão da geração de energia por fonte eólica no Brasil, especialmente na região Nordeste, representa a criação de inúmeros postos de trabalho para profissionais de diversas áreas. Uma das áreas envolvidas é a Engenharia Civil, que tem importante atuação durante a implantação de um complexo eólico, tanto no Balance of Plant (BOP) Civil quanto no Balance of Plant (BOP) Elétrico. Em se tratando destes dois sistemas é comum que as atividades mais conhecidas realizadas por um engenheiro civil se encontrem no BOP Civil, de forma que o trabalho realizado por este profissional no contexto do BOP Elétrico não é tão destacado. Dessa forma, o presente trabalho tem o objetivo de levar ao conhecimento de estudantes e profissionais de engenharia, como se dá a atuação do engenheiro civil durante a elaboração de projetos para uma subestação de alta tensão, uma importante estrutura que faz parte do escopo do BOP Elétrico de um complexo eólico. Para isso, foi realizado o levantamento dos projetos executivos elaborados pelos projetistas civis de uma empresa especializada na montagem de parques eólicos, seguido da análise das principais características destes projetos, identificando os aspectos singulares e as semelhanças destes com os projetos de engenharia mais comuns. Tal análise resulta em uma elucidação sobre as atividades exercidas e as competências necessárias para o profissional ou estudante que deseja explorar este campo de trabalho, de forma a contribuir para uma formação que permita aproveitar as oportunidades em um mercado crescente.
Palavras-chave: Complexo eólico, BOP Civil, BOP Elétrico, Subestação.
The role of the civil engineer in the elaboration of projects for a high voltage substation in a wind farm
The constant expansion of wind power generation in Brazil, especially in the Northeast region, represents the creation of countless jobs for professionals from different areas. One of the areas involved is Civil Engineering, which plays an important role during the implementation of a wind farm, both in the Civil BOP and in the Electric BOP. In the case of these two systems, it is common for the most well-known activities performed by a civil engineer to be found in the Civil BOP, so the work performed by this professional in the Electric BOP context is not so prominent. In this way, the present work aims to bring to the knowledge of engineering students and professionals, how the civil engineer works during the elaboration of projects for a high voltage substation, an important structure that is part of the scope of the BOP Electricity of a wind farm. For this, a survey of the executive projects prepared by the civil designers of a company specialized in the assembly of wind farms was carried out, followed by the analysis of the main characteristics of these projects, identifying the unique aspects and the similarities of these with the most common engineering projects. Such analysis results in an elucidation of the activities performed and the necessary skills for the professional or student who wants to explore this field of work, in order to contribute to a training that allows taking advantage of opportunities in a growing jobs market.
Keywords: Wind farm, Civil BOP, Electric BOP, Substation.
Figura 4.1 – Estimativa dos empregos diretos gerados no setor eólico brasileiro... 17
Figura 4.2: Número de empresas, número de empregados e engenheiros nas empresas do segmento eólico: 2009-2018. ... 18
Figura 4.3: Subestação Gilbués II 500 kV. ... 20
Figura 4.4: Transformador de potência ... 23
Figura 4.5: Transformador de corrente ... 23
Figura 4.6: Transformador de potencial capacitivo ... 24
Figura 4.7: Chave seccionadora... 24
Figura 4.8: Disjuntor ... 25
Figura 4.9: Banco de capacitores. ... 26
Figura 4.10: Para-raios ... 26
Figura 6.1: Locação de fundações do pórtico de entrada de uma subestação 69/34,5 kV ... 29
Figura 6.2: Planta de forma de fundação para transformador de potência. ... 30
Figura 6.3: Vista em corte da fundação do transformador de potência ... 30
Figura 6.4: Armadura da fundação em planta. ... 31
Figura 6.5: Armadura da fundação em corte. ... 31
Figura 6.6: Fundação de pórtico metálico do setor de 500 kV - Planta. ... 32
Figura 6.7: Fundação de pórtico metálico do setor de 500 kV - Corte... 33
Figura 6.8: Fundação para um disjuntor do setor de 500 kV. ... 33
Figura 6.9: Base para um disjuntor do setor de 34,5kV. ... 34
Figura 6.10: Fundação para TC, TP, PR e IP – Vista. ... 34
Figura 6.11: Fundação para TC, TP, PR e IP – Planta. ... 35
Figura 6.12: Casa de comando da subestação João Câmara III... 35
Figura 6.13: Planta baixa da casa de comando de uma subestação de 69/34,5 kV. ... 36
Figura 6.14: Planta de cobertura da casa de comando de uma subestação 69/34,5kV. ... 37
Figura 6.15: Vista em corte da casa de comando de uma subestação de 500/34,5kV. ... 37
Figura 6.16: Modelagem da estrutura e fundação de uma casa de comando. ... 38
Figura 6.17: Planta de forma e armação da fundação radier de uma casa de comando. ... 38
Figura 6.18: Planta de forma de um laje duplo T em uma casa de comando. ... 39
Figura 6.19: Detalhamento de uma parede estrutural com previsão de aberturas para entrada de canaletas... 39
Figura 6.22: Detalhe da tubulação de recalque e instalações do vestiário masculino. ... 41
Figura 6.23: Instalações de esgotamento sanitário de uma casa de comando - Planta. ... 42
Figura 6.24: Sistema de tratamento de esgoto com biodigestor em uma casa de comando – Planta. ... 42
Figura 6.25: Planta baixa da guarita de uma subestação. ... 43
Figura 6.26: Modelo estrutural de uma guarita. ... 44
Figura 6.27: Cisterna para alimentação de guarita e casa de comando. ... 44
Figura 6.28: Instalação de esgoto de uma guarita - Planta. ... 45
Figura 6.29: Chegada de canaletas na casa de comando – Planta. ... 45
Figura 6.30: Tipos diferentes de canaletas de um projeto. ... 46
Figura 6.31: Detalhes de forma e armação de canaleta simples (tipo A) e reforçada (tipo D). 47 Figura 6.32: Pontos de aplicação de concreto em canaleta simples (tipo A) e reforçada (tipo D). ... 47
Figura 6.33: Detalhe da curva de uma canaleta com modulação das tampas. ... 48
Figura 6.34: Detalhamento da armação de uma tampa. ... 48
Figura 6.35: Planta de urbanização de uma subestação... 49
Figura 6.36: Corte transversal do pavimento de uma subestação. ... 49
Figura 6.37: Seccionamento da cerca. ... 50
Figura 6.38: Projeto de drenagem de uma subestação – Planta... 51
Figura 6.39: Detalhe de uma boca de lobo – Corte. ... 51
Figura 6.40: Detalhe de uma caixa dissipadora de energia – Corte ... 52
2 -JUSTIFICATIVA ... 15
3 -OBJETIVOS ... 16
3.1 –OBJETIVO GERAL ... 16
3.2 -OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 16
4 -FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 17
4.1 -GERAÇÃO DE EMPREGOS NO SETOR EÓLICO BRASILEIRO ... 17
4.2 –IMPLANTAÇÃO DE UM COMPLEXO EÓLICO:BOPCIVIL E BOPELÉTRICO ... 18
4.2.1 BOP Elétrico ou Eletromecânico ... 18
4.2.2 BOP Civil ... 19
4.3 –SUBESTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ... 20
4.3.1 Equipamentos de uma subestação ... 22
5 -METODOLOGIA ... 28
6 -RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 29
6.1 FUNDAÇÕES E BASES PARA EQUIPAMENTOS... 29
6.1.1 Locação de fundações ... 29
6.1.2 Fundação para transformador de potência ... 30
6.1.3 Fundação para pórticos ... 32
6.1.4 Base para disjuntor ... 33
6.1.5 Base para TC, TP, PR e IP ... 34
6.2 CASA DE COMANDO ... 35
6.2.1 Arquitetura ... 36
6.2.2 Estrutura ... 38
6.2.3 Instalações hidrossanitárias ... 40
6.3 GUARITA ... 43
6.4 CANALETAS ... 45
6.5 URBANIZAÇÃO ... 48
6.6 DRENAGEM ... 50
7 -CONCLUSÃO ... 53
8 -REFERÊNCIAS ... 54
1 - INTRODUÇÃO
Na última década, o setor de energia eólica tem apresentado significativo crescimento, principalmente na região nordeste, onde se encontram a maior quantidade de parques no país.
De acordo com dados da ABEÉolica (Associação Brasileira de Energia Eólica), a capacidade instalada na geração de energia elétrica por meio vento dobrou entre os anos de 2016 e 2021, e há estimativa de aumento de 44% nos próximos três anos (Fig. 1.1).
Figura 1.1 – Evolução da capacidade de potência instalada
Fonte: ABEÉolica (2021)
A expansão desse setor movimenta uma ampla cadeia de serviços, uma vez que a produção de energia envolve diversas estruturas, desde geração à distribuição, e abrange várias áreas do conhecimento.
A geração de energia por meio da força do vento inicia nos aerogeradores, os quais convertem energia cinética em energia elétrica. Para cada uma destas estruturas existe um transformador responsável por elevar a tensão elétrica geralmente para valores em torno de 34,5kV, para que a energia seja transportada dentro do parque pelas redes de média tensão até uma subestação coletora, onde a tensão é elevada para níveis superiores a 69kV e, a partir de então, transportada pelas linhas de transmissão de alta tensão até instalações ligadas a redes de distribuição.
De acordo com Seki (2015), a composição de todas as infraestruturas, equipamentos e instalações necessárias ao funcionamento da usina, com exceção da turbina eólica propriamente dita, é denominado Balance of Plant (BOP), e pode ser dividido em duas especialidades distintas, são elas: sistema civil (BOP Civil) e sistema elétrico (BOP Elétrico). Embora a maioria das atividades relacionadas à engenharia civil estejam presentes no primeiro sistema, tais como fundações dos aerogeradores e de outros equipamentos, obras de pavimentação e algumas edificações, o BOP Elétrico também contempla atividades presentes no escopo civil, as quais visam fornecer a infraestrutura adequada para o sistema elétrico.
Dentre as instalações que fazem parte do projeto elétrico, existem aquelas responsáveis pela geração, pela transformação de tensão, pelo transporte de energia e pela conexão do complexo ao sistema elétrico interligado (SEKI, 2015). Para cada uma destas instalações, existe uma infraestrutura apropriada, que demanda estudos e projetos diversos. Notadamente, a subestação (SE) de concentração e elevatória, a qual recebe a energia em níveis de tensão mais baixos e a eleva para que ocorra sua transmissão, é uma instalação que demanda diversos projetos civis.
De acordo com a Norma de Transmissão Unificada (NTU – 005.3) da Energisa, a parte de infraestrutura de uma subestação contempla os seguintes itens:
1. Terreno;
2. Terraplenagem;
3. Obras civis;
4. Escavação para fundações;
5. Drenagem (sistema de água pluviais);
6. Escavação das valetas e revestimento;
7. Caixas de passagem;
8. Caixa separadora de água e óleo;
9. Paredes corta-fogo;
10. Cercamento;
11. Casa de comando e controle;
12. Canaletas e eletrodutos;
13. Montagens eletromecânicas;
14. Condutores;
15. Iluminação;
16. Sistema de aterramento – malha de terra;
17. Sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA);
18. Sistemas de proteção contra incêndios;
19. Placas de sinalização;
20. Questões ambientais envolvidas.
Entre eles, os 12 primeiros itens fazem parte do escopo civil, e para alguns deles, são necessários projetos de diversas disciplinas.
No projeto das fundações é necessário realizar os dimensionamentos estruturais adequados, fazendo a interpretação dos ensaios de prospecção do solo, modelagem dos elementos estruturais, verificações e análises de estabilidade e detalhamento das armaduras.
O projeto de uma casa de comando e controle requer dimensionamentos e detalhamentos de elementos estruturais, dimensionamento de instalações hidrossanitárias e desenvolvimento de projeto arquitetônico.
Para o projeto de canaletas de cabos, embora a maior parte do dimensionamento destas estruturas não seja de responsabilidade do profissional de engenharia civil, existe a necessidade de realizar o detalhamento construtivo dessas estruturas, as quais são, geralmente, executadas em alvenaria estrutural ou concreto armado.
No escopo da engenharia civil também se encontra o projeto de urbanização de uma subestação, que compreende as vias internas, cercamento e o projeto de drenagem. Os projetos de terraplenagem também fazem parte do escopo civil, mas geralmente são executados pela empreiteira civil, que é responsável pelo projeto do platô da subestação.
Portanto, tendo em vista a gama de projetos civis necessários à montagem de uma subestação, a presença de engenheiros civis neste tipo de empreendimento, com o conhecimento técnico adequado, se torna imprescindível.
2 - JUSTIFICATIVA
Com o constante crescimento do setor de energia eólica e a necessidade de implantação de novos parques, surge a demanda de profissionais qualificados para a elaboração dos diversos projetos que envolvem a instalação de um complexo eólico, dentre eles o projeto da subestação.
Nesse contexto, o profissional de engenharia civil, o qual é parte fundamental em um projeto deste tipo, deve ter conhecimento das possibilidades de atuação e das principais atividades envolvidas no processo de elaboração do projeto, visando suprir a necessidade técnica das empresas e aproveitar oportunidades em áreas de atuação menos convencionais.
Assim, a exposição de diferentes atividades executadas pela equipe de engenharia de uma empresa especializada na montagem e manutenção de parques eólicos, no contexto da elaboração do projeto de uma subestação, tem grande importância, tanto para as empresas quanto para os profissionais e estudantes da área.
3 - OBJETIVOS
3.1 – Objetivo geral
O trabalho em questão se propõe a levar ao conhecimento de estudantes e profissionais de engenharia civil a importância e as atividades exercidas por este profissional durante a elaboração do projeto de uma subestação de alta tensão em uma empresa especializada na montagem e manutenção de parques eólicos, de modo a contribuir para uma formação e capacitação que permita aproveitar as oportunidades neste mercado.
3.2 - Objetivos específicos
Em se tratando dos objetivos específicos, busca-se:
• Apresentar os tipos de edificações presentes em uma subestação e suas características construtivas;
• Apresentar e discutir tipos de documentos técnicos elaborados durante o projeto de uma subestação;
• Expor as diferentes estruturas presentes em uma subestação e os projetos civis relacionados a elas.
4 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
4.1 - Geração de empregos no setor eólico brasileiro
O Relatório Final de Criação de Empregos no Setor Eólico Brasileiro, elaborado pela Cognitio, por demanda da GIZ, no ano de 2020, com o objetivo de caracterizar, qualificar e estimar a demanda futura por mão de obra especializada para suprir a necessidade relacionada à geração de energia por fonte eólica, aponta para um crescimento na geração de empregos em todos os setores da cadeia produtiva eólica nos próximos anos (Fig. 4.1).
Figura 4.1 – Estimativa dos empregos diretos gerados no setor eólico brasileiro
Fonte: Cognitio (2020)
De acordo com o estudo, a contratação de mão de obra qualificada depende de um sistema de capacitação técnica alinhado com as tendências do mercado de trabalho do setor.
Neste contexto, um dos fatores que tem contribuído, atualmente, para a melhoria de qualificação da mão de obra é o avanço no conhecimento das próprias necessidades de capacitação.
No que diz respeito ao espaço ocupado pelos engenheiros no campo da energia eólica, estudos apontam a existência de uma importante relação entre o número de profissionais de engenharia e a capacidade de inovação das empresas. Sendo igual a 91% a correlação do pessoal ocupado em atividades técnico científicas, os quais são, em sua maioria, engenheiros, com o investimento em pesquisa e desenvolvimento (ARAÚJO, CAVALCANTE e ALVES, 2009).
De acordo com o relatório, a porcentagem média de engenheiros no setor eólico (Fig.
4.2), em torno de 9%, é considerada alta para os padrões brasileiros, já que, para a indústria como um todo, esse número foi de 1,26%, no ano de 2018.
Figura 4.2 - Número de empresas, número de empregados e engenheiros nas empresas do segmento eólico:
2009-2018.
Fonte: Cognitio (2020)
4.2 – Implantação de um complexo eólico: BOP Civil e BOP Elétrico
No contexto da implantação de um complexo eólico, o empreiteiro geral (main contractor), responsável pelas atividades de construção, geralmente contrata subempreiteiros da engenharia civil, da engenharia elétrica e da engenharia mecânica, de forma que as oportunidades de emprego se diversificam em vários campos de atuação (OLIVEIRA;
ARAÚJO, 2015).
De acordo com Seki (2015), Balance of Plant (BOP) é a composição de todas as infraestruturas, equipamentos e instalações necessárias ao funcionamento de uma usina eólica, com exceção da turbina eólica propriamente dita. Este grande sistema pode ser dividido em duas especialidades de implantação, quais sejam sistema civil e sistema elétrico.
4.2.1 BOP Elétrico ou Eletromecânico
Em se tratando do BOP Elétrico (Tabela 4.1), os complexos eólicos contam com seis instalações elétricas principais. A primeira delas é o aerogerador, responsável pela geração da
energia propriamente dita. Duas das instalações elétricas são responsáveis por transformações de tensão (elevação da tensão visando à redução das perdas de energia e redução da infraestrutura de transporte de energia), outras duas estruturas são responsáveis pelo transporte da energia (redes de média tensão e linhas de transmissão de alta tensão) e a última instalação é responsável pela conexão do complexo ao sistema elétrico interligado (SEKI, 2015).
Tabela 4.1 - Serviços no BOP Elétrico.
Fonte: Adaptado de Oliveira; Araújo (2015).
4.2.2 BOP Civil
Para implantação dos parques eólicos é necessário realizar um pacote de atividades prévias à instalação dos aerogeradores. Há a necessidade de criação de uma infraestrutura que viabilize a chegada dos equipamentos de grande porte à área dos parques: vias mais largas e asfaltadas, pontes, adequação de raio das curvas das vias e outros serviços. Além disso, devem ser feitas as fundações em concreto armado para suporte das torres, construção de infraestrutura de operação dos parques, escritórios de comando, alojamentos, armazéns de equipamentos, etc.
Tal etapa pode envolver maior ou menor complexidade, a depender da localização e dificuldade de acesso dos locais de instalação (SEBRAE, 2017).
De acordo com Seki (2015) estão contempladas dentro do sistema civil de um complexo eólico, as fundações de todos os equipamentos e instalações elétricas, bem como todas as edificações até as obras civis relacionadas às rotas logísticas de recebimento de equipamentos (Tabela 4.2).
BOP Elétrico
Inversores Interligação dos
aerogeradores Serviços
Conexão com a subestação Montagem da
subestação Transmissão interna
Máquinas e equipamentos Equipamentos
elétricos
Cabos de média e alta tensão
Transformadores
Tabela 4.2 - Serviços no BOP Civil.
Fonte: Adaptado de Oliveira; Araújo (2015).
4.3 – Subestação de energia elétrica
Uma subestação (Fig. 4.3) é um conjunto de equipamentos de manobra e/ou transformação e ainda eventualmente de compensação de reativos usado para dirigir o fluxo de energia e sistema de potência e possibilitar a sua diversificação através de rotas alternativas, possuindo dispositivos de proteção capazes de detectar os diferentes tipos de faltas que ocorrem no sistema e de isolar os trechos onde estas faltas ocorrem (MONTEIRO, 1999).
Figura 4.3 - Subestação Gilbués II 500 kV.
Fonte: S Fernandes (2022).
De acordo com Monteiro (1999), as subestações podem ser classificadas quanto ao modo de instalação dos equipamentos em relação ao meio ambiente, sendo elas externas/ao
Obras de fundações Veículos especiais Obras de edificações
BOP Civil
Serviços Máquinas e equipamentos Obras viárias Máquinas de construção civil
tempo ou internas/abrigadas, e quanto a função, podendo ser transformadoras ou seccionadoras.
As subestações transformadoras subdividem-se em abaixadoras ou elevadoras, sendo estas últimas encontradas geralmente próximas aos centros de geração de energia, como ocorre em um complexo eólico. Neste caso, trata-se de uma subestação de concentração e elevatória.
No caso da subestação de concentração e elevatória, o papel dela é elevar ainda mais a tensão da energia (agora com potência total) do nível de tensão abaixo de 69kV para tensões iguais ou superiores a 138kV (alta tensão), forma na qual ela será transmitida até uma ICG (Instalação Compartilhada de Geração), uma concessionária local que está conectada à rede elétrica interligada (SEKI, 2015).
Muzy (2012) mostra que os tipos de equipamentos presentes em uma subestação são:
transformadores de corrente, transformadores de potência, secionadores, disjuntores, para-raios e resistores de aterramento. Tais equipamentos necessitam de fundações adequadas e, a depender da dimensão do equipamento, bastante robustas, visando uma correta transmissão de esforços ao solo e garantindo a estabilidade dos equipamentos.
Em se tratando de estruturas, sejam elas metálicas ou em concreto, as subestações contam, geralmente, com diversos pórticos, os quais têm diferentes finalidades, tais como:
ancoragem de cabos, barramentos e suporte para isoladores das chaves. Tais estruturas devem possuir fundações capazes de resistir aos esforços solicitantes e garantir a estabilidade do sistema.
De acordo com ANEEL (2017), o projeto de uma subestação deve apresentar as características técnicas dos equipamentos elétricos, de comunicação e sinalização, das obras civis e da proteção física da subestação.
Para o projeto de uma subestação de AT deve ser apresentado, no mínimo:
a) diagrama unifilar simplificado;
b) diagrama unifilar de proteção, medição e supervisão;
c) fiação entre painéis, entre painéis e equipamentos e entre equipamentos;
d) arranjo geral (plantas, cortes, detalhes e lista de materiais);
e) sistema de aterramento (memória de cálculo, planta, detalhes e lista de materiais);
f) eletrodutos e acessórios (plantas, cortes, detalhes e lista de materiais);
g) bases, fundações e canaletas (planta, formas e armações, lista de materiais);
h) terraplenagem (planta, perfis e mapa de cubação);
i) estradas de serviço e drenagem (plantas, cortes, detalhes e lista de materiais);
j) casa de comando (arquitetura, estrutura e instalações);
l) serviços auxiliares (memórias de cálculo, diagramas unifilares e especificações);
m) diagramas esquemáticos (trifilares, lógicos de comando, controle, proteção e supervisão);
n) fiação dos painéis, interligação e listas de cabos;
o) especificação de equipamentos principais e dos painéis;
p) sistema de medição.
Os itens “g”, “h”, “i” e “j” são aqueles que, de maneira mais direta, estão relacionadas com a engenharia civil, uma vez que envolvem dimensionamentos, desenhos e detalhamentos construtivos de conhecimento do engenheiro civil.
As bases e fundações constituem uma parte considerável do trabalho do projetista de uma subestação, tendo em vista a numerosa quantidade de equipamentos presentes em uma obra deste tipo e a importância deles. Além disso, é necessário que haja a correta conexão entre os equipamentos e seus painéis de controle. Para isso, as subestações contam com canaletas e/ou bancos de dutos, os quais encaminham os cabos dos equipamentos até a casa de comando.
Tendo em vista a circulação de trabalhadores e de veículos, principalmente aqueles responsáveis pela manutenção dos equipamentos, é preciso que haja vias de circulação interna corretamente projetadas para atender as necessidades de uma subestação. Ademais, por se tratar de um local com elevado risco de acidentes, em decorrência dos valores elevados de tensão elétrica nas áreas energizadas, é essencial a presença de cercas para impedir o trânsito inadequado de pessoas não autorizadas nestas áreas.
4.3.1 Equipamentos de uma subestação
Os equipamentos de uma subestação podem ser divididos em cinco grandes grupos, de acordo com Monteiro (1999): equipamentos de transformação, equipamentos de manobra, equipamentos para compensação de reativos, equipamentos de proteção e equipamentos de medição.
Os equipamentos de transformação são:
• Transformadores de força (Fig. 4.4) e;
• Transformadores de instrumentos (Fig. 4.5 e Fig. 4.6).
Figura 4.4 - Transformador de potência
Figura 4.5 - Transformador de corrente Fonte: WEG (2019).
Fonte: GE (2022).
Figura 4.6 - Transformador de potencial capacitivo
Fonte: SEUNIPRO (2019).
Os transformadores de força são aqueles que permitem o aproveitamento econômico da energia elétrica, uma vez que possibilitam a transmissão de tensões cada vez mais altas, gerando grandes economias nas linhas de transmissão em trechos cada vez mais longos. Já os transformadores de instrumentos – TC´s e TP´s – têm a finalidade de reduzir a corrente ou a tensão respectivamente a níveis compatíveis com os valores de suprimento de relés e medidores (MONTEIRO, 1999).
Os equipamentos de manobra se subdividem em:
• Chaves seccionadoras (Fig. 4.7) e;
• Disjuntores (Fig. 4.8).
Figura 4.7 - Chave seccionadora
Fonte: LLGT (2019).
Figura 4.8 - Disjuntor
Fonte: Siemens (2022)
Os disjuntores são os mais eficientes e mais complexos aparelhos de manobra de redes elétricas, destinados à operação em carga, podendo ter operação manual ou automática. Já as chaves seccionadoras são dispositivos que tem a função de isolar equipamentos, zonas de barramento ou trechos de linha de transmissão e devem ser operados sem carga (MONTEIRO, 1999).
Os equipamentos de compensação de reativos são:
• Reator derivação ou série;
• Capacitor derivação ou série;
• Compensador síncrono;
• Compensador estático.
Dentre estes equipamentos, o capacitor de derivação (Fig. 4.9) é aquele mais utilizado em subestações e sua função é corrigir o fator de potência do sistema elétrico (MONTEIRO, 1999).
Figura 4.9 - Banco de capacitores.
Fonte: Eaton (2022).
Os equipamentos de proteção são:
• Para-raios (Fig. 4.10);
• Relés;
• Fusíveis.
Figura 4.10 - Para-raios
Fonte:<https://docplayer.com.br/70254107-Para-raios-para-aplicacao-em- subestacoes.html>
O para-raios é um dispositivo de proteção que tem a finalidade de limitar os valores dos surtos de tensão transitantes, os quais podem causar danos severos aos equipamentos elétricos. Eles protegem o sistema contra descargas atmosféricas e surtos de manobra. Já os relés têm a função de proteger o sistema contra faltas, isolando os trechos de localização delas por meio da atuação dos disjuntores. Além destes dois equipamentos, o fusível se destina a proteger o circuito contra surtos, sendo também um limitador da corrente de curto.
(MONTEIRO, 1999)
Os equipamentos de medição são os instrumentos destinados a medir grandezas, tais como: corrente, tensão, frequência, potência ativa e reativa e outras.
5 - METODOLOGIA
Para atingir os objetivos propostos neste trabalho, optou-se por realizar o levantamento de projetos executivos elaborados em uma empresa especializada na montagem e manutenção de parques eólicos, durante a fase de concepção dos projetos executivos de subestações de alta tensão. A empresa em questão tem o nome fantasia de SIMM EMPREENDIMENTOS S.A., inscrita no CNPJ 12.598.528/0001-93.
A primeira etapa consistiu na pesquisa e posterior seleção da documentação técnica pertinente, identificando quais os projetos fazem parte do escopo da engenharia civil. Logo após, seguiu-se à identificação das diferentes disciplinas correspondentes a cada projeto e a escolha daqueles que se mostraram mais significativos para os fins do trabalho. Realizadas as etapas de seleção dos documentos, houve uma análise mais detalhada do seu conteúdo, tendo em vista a identificação das singularidades das edificações, instalações e demais estruturas presentes em uma subestação, bem como os contrastes e semelhanças entre elas e as estruturas mais comuns aos engenheiros.
6 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Fundações e bases para equipamentos
6.1.1 Locação de fundações
Uma definição essencial para os projetos de fundações, nos mais variados tipos de obras, é a localização da estrutura. Em se tratando de uma subestação, a posição das estruturas, edificações e equipamentos é definida durante a elaboração do projeto do arranjo físico por parte da equipe de eletromecânica. A partir desta definição, o projetista civil pode elaborar o projeto de locação das fundações.
No projeto de locação (Fig. 6.1) as informações mais relevantes são: eixos principais, verticais (letras) e horizontais (números), e as respectivas cotas de distância entre si; e os eixos de cada fundação e as distâncias ortogonais entre eles e os eixos principais. Assim, de posse dessas informações, o topógrafo pode realizar a locação de todos os pontos indicados.
Figura 6.1 - Locação de fundações do pórtico de entrada de uma subestação 69/34,5 kV
Fonte: SIMM (2022).
6.1.2 Fundação para transformador de potência
Dadas as grandes dimensões e o elevado peso dos transformadores de potência, tais equipamentos precisam de bases de apoio robustas para garantir sua estabilidade. Para isso, normalmente são utilizadas fundações em concreto armado do tipo placa radier (Fig. 6.2).
Figura 6.2 - Planta de forma de fundação para transformador de potência.
Fonte :SIMM (2022)
Uma das peculiaridades de um projeto de fundação para um transformador de potência a óleo é a necessidade de se dimensionar e detalhar a sua bacia de contenção (Fig. 6.3), a qual é responsável por evitar a poluição dos solos e lençóis freáticos decorrentes do escoamento da água da chuva sobre os transformadores, drenando os efluentes e encaminhando-os para a caixa separadora de água e óleo.
Figura 6.3 - Vista em corte da fundação do transformador de potência
Fonte: SIMM (2022).
Uma parte essencial do projeto é o detalhamento das armaduras (Fig. 6.4 e Fig. 6.5).
Nesse contexto, o projetista deve se atentar para as áreas de maior sobrecarga na fundação, a fim de conceder armadura de reforço adequada.
Figura 6.4 - Armadura da fundação em planta.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.5- Armadura da fundação em corte.
Fonte: SIMM (2022).
6.1.3 Fundação para pórticos
Uma parte considerável das fundações dimensionadas em subestações se refere aos pórticos, principalmente quando se trata de subestações maiores, como as de 500/34,5 kV. Para estes projetos, o engenheiro conta com diversas soluções possíveis e deve avaliar, levando em consideração diversos fatores, a que melhor se adequa ao seu contexto.
Os pórticos podem ser constituídos tanto de concreto armado quanto de aço, bem como na mesma subestação pode haver estruturas dos dois tipos. Nesse sentido, a concepção estrutural do pórtico, incluindo o tipo de material utilizado, é um importante fator para a definição do tipo de fundação empregada (Fig. 6.6 e Fig. 6.7).
Figura 6.6 - Fundação de pórtico metálico do setor de 500 kV - Planta.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.7 - Fundação de pórtico metálico do setor de 500 kV - Corte.
Fonte: SIMM (2022).
6.1.4 Base para disjuntor
Existem inúmeras formas de realizar a concepção estrutural das bases para os disjuntores (Fig. 6.8 e Fig. 6.9) de uma subestação, em razão dos diferentes modelos de equipamentos existentes, que variam tanto com o fabricante quanto com a capacidade do equipamento. Outro aspecto observado pelo projetista é a presença ou não de TC no disjuntor.
Figura 6.8 - Fundação para um disjuntor do setor de 500 kV.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.9 - Base para um disjuntor do setor de 34,5kV.
Fonte: SIMM (2022).
6.1.5 Base para TC, TP, PR e IP
Os TC´s, TP´s, PR´s e IP´s são normalmente instalados sobre postes de concreto armado, portanto, a solução de fundação (Fig. 6.10 e Fig. 6.11) utilizada geralmente é a mesma para todos eles. Além disso, o conjunto formado pelo equipamento e seu respectivo poste de apoio originam cargas semelhantes, suficientes para uma generalização de projeto, visando maior produtividade e simplificação na etapa de construção. Isto é, os esforços solicitantes para cada equipamento são calculados e a fundação é dimensionada para resistir aos maiores entre eles, sendo replicada para os demais.
Figura 6.10 - Fundação para TC, TP, PR e IP – Vista.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.11 - Fundação para TC, TP, PR e IP – Planta.
Fonte: SIMM (2022).
6.2 Casa de comando
A casa de comando e controle (Fig. 6.12) é a principal edificação de uma subestação e demanda uma quantidade significativa de projetos, sendo o projetista civil normalmente responsável pelos projetos de: arquitetura, estrutura (incluindo fundações), instalações hidrossanitárias (água fria/esgoto) e drenagem.
Figura 6.12 - Casa de comando da subestação João Câmara III.
Fonte: Genus (2022).
6.2.1 Arquitetura
A concepção arquitetônica (Fig. 6.13 e Fig. 6.14) de uma casa de comando pode variar de maneira significativa entre uma subestação e outra, tendo em vista as exigências da contratante. Geralmente a empresa responsável pelo empreendimento possui um padrão para as edificações e/ou apresenta algumas premissas que devem ser seguidas no projeto. Assim, o responsável pelo projeto deve conceber uma arquitetura compatível as diretrizes do cliente e com as normas técnicas pertinentes, a fim de obter uma edificação que atenda a ambos.
Figura 6.13 - Planta baixa da casa de comando de uma subestação de 69/34,5 kV.
Fonte: SIMM (2022).
A sala de painéis e a sala de operações são ambientes fundamentais em qualquer casa de comando. Também são importantes os locais de banheiro e copa, que permitem o suprimento de necessidades básicas dos colaboradores. Além destes, os demais ambientes podem variar conforme a necessidade da empresa, que pode exigir a existência de salas de reuniões, almoxarifado e outros locais pertinentes.
Figura 6.14 - Planta de cobertura da casa de comando de uma subestação 69/34,5kV.
Fonte: SIMM (2022).
Uma das peculiaridades do projeto de uma casa de comando é a necessidade de piso elevado (Fig. 6.15), uma vez que a entrada dos cabos que vão até os painéis se dá pelas caneletas ou bancos de dutos, abaixo do nível do piso.
Figura 6.15 - Vista em corte da casa de comando de uma subestação de 500/34,5kV.
Fonte: SIMM (2022).
6.2.2 Estrutura
A concepção estrutural de uma casa de comando (Fig. 6.16 e Fig. 6.17) geralmente apresenta baixa complexidade, assim como a arquitetura, e as cargas atuantes sobre a estrutura não são elevadas, tendo em vista que a edificação normalmente apresenta apenas um pavimento e não tem grandes sobrecargas na laje de cobertura. Dessa forma, favorece a utilização de sistemas modulares, como a alvenaria estrutural.
Figura 6.16 - Modelagem da estrutura e fundação de uma casa de comando.
Fonte: SIMM (2022).
O uso da alvenaria estrutural é recomendável também por questões econômicas, tendo em vista que os blocos de concreto são utilizados em outras situações durante a obra, o que permite a compra em maiores quantidades e o eventual aproveitamento dos materiais em caso de excedentes.
Figura 6.17 - Planta de forma e armação da fundação em placa radier de uma casa de comando.
Fonte: SIMM (2022).
Objetivando um ganho de produtividade, é comum a opção por lajes pré-moldadas (Fig. 6.18) em obras deste tipo. Nesse caso, cabe ao projetista escolher a melhor solução, levando em consideração aspectos estruturais, mas também avaliando a disponibilidade de fornecimento dos materiais.
Figura 6.18 - Planta de forma de um laje duplo T em uma casa de comando.
Fonte: SIMM (2022).
Durante a concepção do projeto cabe ao engenheiro atentar para alguns detalhes, um dos mais importantes é a necessidade de aberturas (Fig. 6.19) para a entrada dos cabos e para as demais instalações.
Figura 6.19: Detalhamento de uma parede estrutural com previsão de aberturas para entrada de canaletas.
Fonte: SIMM (2022).
6.2.3 Instalações hidrossanitárias
As instalações hidrossanitárias (Fig. 6.20) de uma casa de comando possuem muitas semelhanças com instalações de edificações residenciais simples, principalmente na distribuição interna. As principais singularidades aparecem na alimentação de água potável e na destinação das águas servidas, tendo em vista que as subestações elevadoras presentes nos parques eólicos se encontram, geralmente, em locais onde não há presença de rede pública tanto de água quanto de esgoto.
Figura 6.20 - Detalhe isométrico das instalações de água fria de uma casa de comando.
Fonte: SIMM (2022).
Em virtude das dificuldades de contar com o abastecimento da rede pública, é comum optar pela utilização de cisternas (Fig. 6.21) para suprir a demanda de água potável nas subestações. Estas cisternas são periodicamente abastecidas com caminhões-pipa e água é levada até o reservatório superior por meio de um sistema de recalque (Fig. 6.22) corretamente dimensionado. Nesse sentido, é papel do projetista civil elaborar um projeto que esteja adequado ao contexto no qual está inserida a edificação, levando em consideração as nuances ora citadas.
Figura 6.21 - Detalhe de cisterna e bomba para o recalque de água potável.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.22 - Detalhe da tubulação de recalque e instalações do vestiário masculino.
Fonte: SIMM (2022).
O sistema de esgotamento sanitário (Fig. 6.23) das edificações de uma subestação, assim como o sistema de abastecimento de água potável, também deve ser projetado levando em consideração a não integração com uma rede de coleta de esgotos pública. Desse modo, o tratamento dos efluentes deve ser feito por meio de sistemas individuais. Neste caso, cabe ao engenheiro civil avaliar e definir a melhor solução para a instalação em questão, tendo em vista a existência de uma variedade de opções técnicas aplicáveis.
Figura 6.23 - Instalações de esgotamento sanitário de uma casa de comando - Planta.
Fonte: SIMM (2022).
Em virtude da maior produtividade e eficiência, tanto na etapa de projeto quanto na etapa de construção, é comum a escolha de sistemas de tratamento pré-fabricados, como as fossas sépticas com filtros anaeróbios ou biodigestores (Fig. 6.24), fabricados em polietileno de alta densidade.
Figura 6.24 - Sistema de tratamento de esgoto com biodigestor em uma casa de comando – Planta.
Fonte: SIMM (2022).
6.3 Guarita
As edificações projetadas e construídas em uma subestação normalmente apresentam as mesmas soluções em termos de materiais e métodos construtivos utilizados, uma vez que as dificuldades encontradas em razão da localidade da obra são as mesmas e a compra de materiais em maiores quantidades tende a apresentar vantagens do ponto de vista financeiro. Dessa forma, as soluções adotadas na casa de comando tendem a ser aproveitadas nas edificações menores, como a guarita.
As guaritas geralmente representam as edificações mais simples em uma subestação, embora tenham grande importância. Em se tratando do projeto de arquitetura (Fig. 6.25), o maior detalhe é a boa localização e dimensão das janelas, tendo em vista que devem permitir uma ampla visão do local.
Figura 6.25 - Planta baixa da guarita de uma subestação.
Fonte: SIMM (2022).
Em termos estruturais, o engenheiro precisa fazer uma avaliação cuidadosa. Embora seja um projeto de baixa complexidade, as guaritas geralmente apresentam um pequeno peso próprio, que é considerado uma ação favorável para a estabilidade da estrutura. Assim, cabe ao projetista avaliar as cargas atuantes e os esforços produzidos (Fig. 6.26), especialmente aqueles causados pelo vento, que podem ser bastante elevados.
Figura 6.26 - Modelo estrutural de uma guarita.
Fonte: SIMM (2022).
Os projetos de instalações das guaritas também seguem as premissas de utilização de cisternas para o abastecimento de água e de sistemas de tratamento individual para o esgoto sanitário. Em algumas situações é possível interligar os sistemas das edificações, utilizando uma única cisterna para armazenar a água, tanto da casa de comando quanto da guarita (Fig.
6.27), e o mesmo é possível para o destino final dos efluentes (Fig. 6.28).
Figura 6.27 - Cisterna para alimentação de guarita e casa de comando.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.28 - Instalação de esgoto de uma guarita - Planta.
Fonte: SIMM (2022).
6.4 Canaletas
As canaletas são estruturas muito relevantes em uma subestação, uma vez que são elas que conduzem os cabos dos equipamentos pelo pátio, até chegarem na casa de comando. Tais estruturas são projetadas por profissionais de eletromecânica, que determinam sua altura e largura, além de elaborar o traçado delas. Cabe ao engenheiro civil, portanto, fazer o projeto construtivo das canaletas (Fig. 6.29), mostrando todos os detalhes pertinentes referentes aos métodos e materiais utilizados na sua construção, bem como realizando os dimensionamentos necessários.
Figura 6.29 - Chegada de canaletas na casa de comando – Planta.
Fonte: SIMM (2022).
Um dos aspectos que merece atenção do projetista é a existência de caneletas diferentes em um mesmo projeto (Fig. 6.30), tendo em vista que elas podem variar tanto nas dimensões em corte quanto na capacidade de resistir a esforços.
Figura 6.30 - Tipos diferentes de canaletas de um projeto.
Fonte: SIMM (2022).
As canaletas são construídas abaixo do nível da superfície do solo, geralmente com profundidades em torno de 70 centímetros, com suas tampas ultrapassando o nível superficial em pelo menos 10 centímetros, mesmo nível da camada de brita que é colocada em todo o pátio das subestações. As tampas das canaletas, por sua vez, são em concreto armado, com dimensões que variam de acordo com a largura da canaleta e a necessidade ou não de reforço. São consideradas reforçadas as canaletas que cruzam vias internas e, portanto, são submetidas a cargas mais elevadas, causadas pelo trânsito de veículos sobre elas (Fig. 6.31).
Figura 6.31 - Detalhes de forma e armação de canaleta simples (tipo A) e reforçada (tipo D).
Fonte: SIMM (2022).
Quanto ao método construtivo, as canaletas podem ser executadas em concreto armado ou em alvenaria estrutural de blocos de concreto, a depender dos critérios e preferências do projetista e das empresas envolvidas. Quando executadas em alvenaria, costuma-se realizar o preenchimento deles com concreto em determinados pontos (Fig. 6.32).
Figura 6.32 - Pontos de aplicação de concreto em canaleta simples (tipo A) e reforçada (tipo D).
Fonte: SIMM (2022).
Além disso, em todo o traçado deve haver uma detalhada modulação das tampas (Fig.
6.33), identificando os tipos de tampas diferentes, que ocorrem principalmente nas curvas, e detalhando suas quantidades e armaduras (Fig. 6.34).
Figura 6.33 - Detalhe da curva de uma canaleta com modulação das tampas.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.34 - Detalhamento da armação de uma tampa.
Fonte: SIMM (2022).
6.5 Urbanização
O projeto de urbanização de uma subestação (Fig. 6.35) envolve os projetos de vias internas e cercas. Com relação às vias, seu traçado é definido no projeto do arranjo físico e fica por conta do projetista civil fazer os detalhamentos necessários (Fig. 6.36), que envolvem os parâmetros geométricos e de pavimentação.
Figura 6.35 - Planta de urbanização de uma subestação.
Fonte: SIMM (2022).
No projeto de vias internas há de se observar as exigências com relação ao raio das curvas e demais distâncias de manobra para os veículos que podem acessar a subestação. Além disso, deve ser observada a inclinação do terreno, o tipo de material encontrado e a compatibilização com o projeto de drenagem, principalmente se já existirem dispositivos de drenagem projetados.
A escolha dos materiais utilizados na pavimentação também é um fator muito importante, tendo em vista que, dependendo da localização da obra, pode não haver disponibilidade de um material em determinada região ou o valor pode ser demasiadamente elevado.
Figura 6.36 - Corte transversal do pavimento de uma subestação.
Fonte: SIMM (2022).
Em se tratando do cercamento, a grande especificidade no projeto de uma subestação é o seccionamento da cerca (Fig. 6.37), em virtude do risco associado à queda de cabos sobre ela. A determinação dos locais de seccionamento deve ser feita com o auxílio de um engenheiro eletricista, que indica os locais adequados. A partir disso, pode ser feito o detalhamento do seccionamento e a sua locação em planta.
Figura 6.37 - Seccionamento da cerca.
Fonte: SIMM (2022).
6.6 Drenagem
O projeto de drenagem superficial do platô da subestação é parte do escopo civil da empresa responsável pela sua montagem, sendo, também, uma parte relevante do trabalho do engenheiro civil.
Para a elaboração do projeto de drenagem (Fig. 6.38) são considerados vários estudos e projetos de referência. O principal estudo envolvido é o estudo hidrológico, que envolve a análise do regime pluviométrico da região, com base nas séries históricas das chuvas, e o estudo estatístico das chuvas, o que permite realizar o cálculo dos parâmetros necessários para o dimensionamento dos dispositivos de drenagem.
Além disso, alguns outros itens devem ser observados pelo projetista para o resultado seja um projeto assertivo:
• Características geométricas e físicas do pátio constituído por solo terraplenado com declividade longitudinal inicial de 1% e sem declividade transversal;
• Pontos de despejo disponíveis conforme projeto de terraplenagem;
• Interferências com as fundações dos diversos equipamentos da subestação;
• Interferências com caixas e canaletas de cabos.
Figura 6.38 - Projeto de drenagem de uma subestação – Planta.
Fonte: SIMM (2022).
O projeto de drenagem envolve o dimensionamento e detalhamento de uma série de dispositivos, entre eles: drenos, caixas de passagem, poços de visita, bocas de lobo (Fig. 6.39) e caixas dissipadoras (Fig. 6.40).
Figura 6.39 - Detalhe de uma boca de lobo – Corte.
Fonte: SIMM (2022).
Figura 6.40 - Detalhe de uma caixa dissipadora de energia – Corte
Fonte: SIMM (2022).
7 - CONCLUSÃO
O presente trabalho se propôs a apresentar os principais projetos elaborados por engenheiros civis no projeto de uma subestação elevadora de um complexo eólico, executada por uma empresa responsável pelo BOP Elétrico, de forma a esclarecer como se dá a atuação desse profissional neste tipo de empreendimento.
Pode-se constatar que os projetos civis de uma subestação têm uma importância fundamental para o sucesso desse tipo de empreendimento, o que representa, consequentemente, uma grande responsabilidade para os engenheiros civis responsáveis por eles.
Além disso, nota-se que o elevado número de disciplinas envolvidas exige do profissional de engenharia conhecimento de diversas áreas estudadas durante sua formação:
análise estrutural, concreto armado, fundações, construção civil, instalações hidrossanitárias, pavimentação e drenagem são apenas algumas delas. Nesse sentido, considerando a exigência de qualidade devido o porte e importância dos empreendimentos, não são suficientes conhecimentos superficiais, de modo que o profissional deve buscar se aprimorar em cada disciplina.
Levando em consideração o nível de interferência que cada projeto causa nos demais, torna-se evidente que cabe ao engenheiro observar cuidadosamente os projetos e prever as possíveis incompatibilidades, tanto entre os projetos civis quanto entre estes e os das demais áreas envolvidas. Nesse sentido, uma vez que o projeto de uma subestação abrange várias áreas de conhecimento, a interação entre toda a equipe é essencial, a fim de garantir o maior nível de assertividade possível e, consequentemente, evitar surpresas na execução da obra.
No que diz respeito ao processo de elaboração dos projetos, é importante que o engenheiro tenha domínio das ferramentas computacionais adequadas, tanto para a realização de cálculos e dimensionamentos quanto para os desenhos. Softwares como AutoCad, Excel, Word são fundamentais, além de outras ferramentas de cálculo e modelagem.
Outro aspecto importante e essencial é o domínio das normas técnicas, as quais servem como embasamento teórico para os projetos. Elaborar projetos de acordo com as normas aplicáveis garante o subsídio necessário para justificar as escolhas feitas, oferecendo segurança para os usuários, para as empresas contratantes e para o próprio projetista.
Ademais, este trabalho se apresenta como uma introdução ao assunto, de modo que não contempla análises exaustivas de cada um dos projetos envolvidos. Trabalhos futuros podem abordar pontos específicos e trazer maiores detalhes sobre o processo atual.
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