*Engetower Engenharia e Consultoria Ltda.
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DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 22 a 25 Novembro de 2009 Recife - PE GRUPO III
GRUPO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO – GLT
TESTES DE CARGA EM ESTRUTURAS PARA LINHAS DE TRANSMISSÃO: A EXPERIÊNCIA DA ENGETOWER ENGENHARIA
Filipe Guerra Soares(*) Paulo Ricardo R. Liberato da Silva Reynaldo Castriota de Mello Sírio José Ferreira Engetower Engenharia e Consultoria Ltda.
RESUMO
Antes que seja iniciada a fabricação em série de estruturas para Linhas de Transmissão, muitas vezes são realizados Testes de Carga de protótipos em escala real a fim de se avaliar a confiabilidade dos projetos estruturais. Nestes testes as hipóteses de carga mais significativas são aplicadas às estruturas em etapas e as medições de cargas e deformações representam os dados do comportamento da estrutura durante o ensaio. Estudos combinando resultados de inúmeros Testes de Carga com modelos estatísticos teóricos concluíram que uma função do tipo Log-Normal com média e desvio padrão em torno de 105% e 9% da resistência teórica, respectivamente, seria adequada para descrever a resistência das estruturas. Estes resultados, combinados com a metodologia da norma IEC 60826 [4], levaram à adoção de um coeficiente de minoração de resistências igual a 0.93 para estruturas submetidas a Testes de Carga, de forma que a resistência com limite de exclusão de 10% de tais estruturas seja sempre superior à carga aplicada.
O presente Informe Técnico apresenta as análises dos resultados de 9 Testes de Carga destrutivos realizados em estruturas projetadas pela Engetower Engenharia cujos colapsos ocorreram em estágios de 115% até 155% da carga de projeto. A discrepância desses valores em relação aos estudos citados levou à análise dos resultados e à conclusão de que o valor do coeficiente de minoração de resistências adotado deveria ser reavaliado, evidenciando-se também a necessidade de que sejam estabelecidos critérios e condições para aprovação de Testes de Carga.
PALAVRAS-CHAVE
Linha de Transmissão, Torres, Teste de Carga, Resistência, Coeficiente de Minoração de Resistências. 1.0 - INTRODUÇÃO
Os Testes de Carga em estruturas para linhas de transmissão são realizados em protótipos em escala real a fim de se avaliar a confiabilidade do projeto estrutural antes que seja iniciada a fabricação em série das estruturas que farão parte da linha em questão. Por serem procedimentos caros, a realização de Testes de Carga é feita muitas vezes apenas em algumas estruturas da série que compõe a linha, em função de seu porte e importância para o sistema elétrico no qual está inserida ou nas quais o valor das estruturas representa parcela significativa no valor total do empreendimento.
Através da análise dos resultados de 9 Testes de Carga destrutivos realizados em estruturas projetadas pela Engetower Engenharia, este estudo evidencia a necessidade de reavaliação dos valores adotados para o coeficiente de minoração de resistências e de estabelecimento de critérios e condições para aprovação dos ensaios atualmente realizados no país.
2.0 - TESTES DE CARGA EM ESTRUTURAS PARA LINHAS DE TRANSMISSÃO 2.1 Metodologia de ensaio
No Brasil os Testes de Carga são executados de acordo com a norma NBR-8842 (“Suportes metálicos treliçados para linhas de transmissão – Método de ensaio”) [2]. Os ensaios são realizados em protótipos que representem o mais fielmente possível as estruturas que serão fornecidas, montados em instalações cujas bases podem ser consideradas perfeitamente rígidas e todas as suas peças são elaboradas dentro dos mesmos padrões de fabricação do lote que representa, respeitando todas as normas e especificações cabíveis para a produção. Para a realização do ensaio o projetista da estrutura deve elaborar um Programa de Testes, selecionando dentre as hipóteses de carga consideradas no dimensionamento aquelas que dimensionem a maior quantidade de barras ou as que contenham barras com esforços atuantes mais próximos dos críticos. Usualmente, para incluir-se verificação de efeitos locais, é testado cada tipo de hipótese definido no carregamento, mesmo que não seja dimensionante para a estrutura, como pára-raios rompido, fase rompida, construção/manutenção, vento máximo e vento de alta intensidade.
As cargas referentes a cada hipótese são aplicadas ao protótipo nos pontos de ataque dos cabos, utilizando-se as mesmas ferragens que serão fornecidas na linha, por meio de um sistema de cabos de aço, roldanas e tirfors (Figura 1a), sempre de forma a se evitar efeitos dinâmicos, como impactos e vibrações. Cada hipótese é aplicada em etapas de 50%, 75%, 90%, 95% e 100% do carregamento, sendo que a etapa de 100% é mantida por um período mínimo de cinco minutos.
Durante a aplicação das etapas de carregamento as cargas são medidas através de células de carga (Figura 1b) que, instaladas junto aos pontos de ataque dos cabos na torre, possibilitam o monitoramento das cargas em indicadores eletrônicos localizados na cabine de comando da estação de testes (Figura 1c). Antes e após a aplicação de cada etapa são também feitas medidas de deformação em pontos determinados pelo projetista, com a utilização de teodolitos visando réguas fixadas à estrutura.
Finalmente, a combinação das leituras de cargas e deformações permite o acompanhamento do comportamento da estrutura durante o ensaio, evidenciando a adequação do detalhamento ao modelo teórico previsto na análise estrutural e ao dimensionamento de barras e ligações.
2.2 Tipos de Testes de Carga
• Testes de Carga não destrutivos: as cargas são aplicadas ao protótipo em etapas e 50%, 75%, 90%, 95% e
100% do carregamento. A etapa de 100% é mantida por um período mínimo de cinco minutos e a estrutura é então descarregada. Este tipo de ensaio permite apenas verificar se a estrutura resiste a 100% do carregamento especificado;
• Testes de Carga destrutivos: Após os cinco minutos da etapa de 100% as cargas são aumentadas em estágios
de 5% até o colapso da estrutura ou, em algumas estações de teste, até o limite de 120% das cargas máximas FIGURA 1: Sistemas de aplicação e leitura de cargas
de projeto. Este tipo de ensaio, além de garantir a confiabilidade desejada para a estrutura, fornece informações sobre sua reserva de resistência.
2.3 Critérios de aceitação
Segundo a NBR-8842 [2], para Testes de Carga não destrutivos a estrutura é considerada aprovada se for capaz de resistir às cargas especificadas até a etapa de 100%, sem deformações locais após o descarregamento (flambagens, empenos, etc.) ou ruptura de partes componentes.
No caso de falha da estrutura em etapa inferior a 95% as causas devem ser estudadas e a parte que ocasionou a falha reprojetada, executando-se novamente o ensaio da hipótese na qual ocorreu a ruptura.
No caso de falha entre as etapas de 95% e 100%, um acordo entre projetista e cliente deve decidir entre reprojetar a parte que falhou, substituir a parte que falhou por outra de igual característica (no caso de defeito de material) ou, no caso de falha próximo da etapa de 100%, nem mesmo reprojetar a parte que falhou. Em todos estes casos fica a critério das partes a repetição ou não da hipótese na qual ocorreu a ruptura.
Para Testes de Carga destrutivos não há atualmente qualquer critério estabelecido para aceitação, bastando apenas que o colapso da estrutura ocorra numa etapa superior à de 100% do carregamento ou até onde for conduzido o teste.
3.0 - DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ESTRUTURAS PARA LINHAS DE TRANSMISSÃO 3.1 Estudos da CIGRÉ
Na bienal da Cigré do ano de 1990 o paper “Evaluation of the probability distribution of the strength of transmission line steel towers based on tower test results” [6] apresentou estudos realizados com base nos resultados de Testes de Carga de estruturas projetadas no Brasil. Combinando os resultados destes testes com modelos estatísticos teóricos, concluiu-se que a variação da resistência de estruturas para LT’s pode ser representada por uma distribuição de probabilidades.
Como banco de dados para realização do estudo foram coletados os resultados de 111 Testes de Carga de 56 protótipos diferentes, realizados no Brasil a partir do ano de 1978, sendo 60 em torres tipo tronco piramidais, 36 em torres tipo delta e 15 em torres estaiadas. Deste total, 12 corresponderam a testes destrutivos.
De posse das leituras de cargas e deslocamentos de cada teste foram realizadas regressões não lineares nas curvas de carga X deslocamento, ajustando-se a elas um polinômio de segundo grau de forma que o vértice da parábola correspondesse ao ponto estimado de ruptura. Para avaliação da validade desse procedimento, suas previsões foram comparadas aos valores das faixas de carga nas quais ocorreu o colapso nos 12 Testes de Carga destrutivos, obtendo-se bons resultados para a maioria dos ensaios.
A Figura 2 ilustra o tipo de regressão utilizada, onde os pontos representam as medidas de deslocamento nas etapas de 75%, 90% e 95% do carregamento e a linha cheia representa a curva resultante da regressão. Neste exemplo a carga de ruptura da estrutura seria de aproximadamente 106% do carregamento.
Utilizando-se o método acima e o modelo teórico do elo mais fraco foram ajustadas e estimadas as capacidades de carga de todos os protótipos analisados, concluindo-se, em última análise, que a distribuição de probabilidades da resistência das estruturas poderia ser descrita por uma função do tipo Log-Normal com média e desvio padrão em torno de 105% e 9% da resistência teórica, respectivamente.
FIGURA 2: Exemplo de regressão linear na curva carga X deslocamento dos Testes de Carga
Teste de Carga não destrutivo
3.2 Metodologia da IEC 60826
A IEC 60826 (“Design criteria of overhead transmission lines”) [4] é uma das principais normas utilizadas no projeto de linhas de transmissão no mundo. Sua metodologia para determinação da confiabilidade de linhas de transmissão consiste em aproximar a confiabilidade do sistema pela confiabilidade de seu elemento mais fraco, considerando a linha como um sistema formado por elementos em série (cabos, torres, fundações, etc.).
O procedimento consiste em determinar-se as curvas da distribuição de probabilidades do carregamento (fQ)
e da função de distribuição cumulativa das resistências (FR), posicionando-as de tal forma que a resistência
com limite de exclusão de 10% (R10%) seja igual à carga
com probabilidade de ocorrência de 1/T (QT):
R10% = QT
sendo T o período de retorno escolhido de acordo com o nível de confiabilidade desejado. A Figura 3 ilustra a metodologia descrita acima. Com ela fica garantido que 90% dos elementos considerados terão resistência superior à carga QT.
É também demonstrável que este procedimento conduz a uma confiabilidade praticamente constante entre (1-1/T) e (1-1/2T) independentemente da forma das curvas de carregamento e resistência.
Para obter-se R10% multiplica-se a resistência característica (RC), que é aquela determinada para cada elemento
através da norma aplicável, por um coeficiente de minoração de resistências (ØR). Este coeficiente, por sua vez,
depende do número de componentes sujeitos ao carregamento de máxima intensidade (ØN), da coordenação de
resistência (ØS), da qualidade da fabricação e montagem (ØQ) e da diferença entre a resistência característica
teórica e a real (ØC).
R10% = ØR x RC → ØR = ØN x ØS x ØQ x ØC → ØN x ØS x ØQ x ØC x RC = QT
3.3 Metodologia adotada no Brasil
A grande maioria dos projetos de estruturas para linhas de transmissão no Brasil é desenvolvida com base na metodologia da IEC 60826. Mesmo quando utilizada a norma brasileira NBR-5422 (“Projetos de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica”) [1] é possível adotar-se parâmetros que conduzem a resultados similares aos da IEC.
A grande questão deste e de outros estudos envolve a determinação do valor do coeficiente ØR, de forma que seja
garantida a confiabilidade desejada para a estrutura ao mesmo tempo em que ela seja economicamente viável. Partindo do resultado dos estudos apresentados no item 3.1 foram determinados no Brasil os valores de ØR para
estruturas submetidas ou não a Testes de Carga. Considerando-se os valores obtidos naquele estudo para média e desvio padrão das resistências iguais 105% e 9%, respectivamente, pode-se determinar o valor de ØR para
garantir que a resistência característica considerada tenha limite de exclusão de 10%: Re = Rm x (1 – ue x σR/Rm), onde:
Re = resistência para um limite de exclusão de e
Rm = resistência média
ue = variável da distribuição gaussiana FR(ue) que corresponde ao limite de exclusão de e
σR = desvio padrão da resistência → σR/Rm = vR = coeficiente de variação da resistência = 8.57%
Para um limite de exclusão de 10% tem-se ue = 1.282. Considerando-se Rm = 105% e σR = 9% tem-se:
Re = 1.05 x (1 – 1.282 x 0.09/1.05) = 0.93462
Dessa forma, com base nos estudos da Cigré que analisaram resultados de inúmeros de Testes de Carga realizados no Brasil, conclui-se que para que a resistência característica da estrutura tenha limite de exclusão de 10% deve-se adotar um valor igual a 93.462% da resistência teórica.
O valor de ØR = 0.93 passou a ser sistematicamente adotado em projetos de estruturas para LT’s submetidas a
Testes de Carga no Brasil e será incluído na revisão da NBR-8850 (“Execução de suportes metálicos treliçados para linhas de transmissão - Procedimento”) [3] que se encontra em aprovação. Adicionalmente, quando não são realizados Testes de Carga, adota-se ØR=0.90 para estruturas de suspensão e ØR=0.85 para estruturas de
ancoragem.
4.0 - TESTES DE CARGA DESTRUTIVOS EM ESTRUTURAS PROJETADAS PELA ENGETOWER 4.1 Dados obtidos dos ensaios
No ano de 2008 foram realizados 9 ensaios destrutivos em estruturas projetadas pela Engetower Engenharia. Para cada um deles foram coletados os seguintes dados:
• Leituras das cargas reais aplicadas em cada estágio de carregamento de todas as hipóteses testadas;
• Leituras dos deslocamentos em diversos pontos da estrutura antes e após a aplicação de cada estágio de
carregamento de todas as hipóteses testadas;
• Ensaios de tração em corpos de prova retirados de elementos da estrutura testada, abrangendo os vários tipos
de materiais e perfis utilizados no projeto;
• Ensaios dimensionais dos perfis utilizados nos principais elementos da torre;
• Faixa de carregamento na qual ocorreu o colapso da estrutura (ou na qual o ensaio foi interrompido, mesmo sem
ocorrência do colapso).
De posse desses dados e da constatação de que os colapsos ocorreram em estágios de 115% até 155% do carregamento, para cada Teste de Carga foram analisadas as causas da discrepância observada em relação aos resultados dos estudos da Cigré descritos no item 3.1, que apontaram média de 105% para a distribuição das resistências.
4.2 Metodologia de análise
Considerando a estrutura como um sistema composto por N elementos em série e que P seja um parâmetro de escala que define a intensidade do carregamento, pode-se definir a carga que causa ruptura em um determinado elemento j pela expressão:
Pj = (ψ1,j x ψ2,j x ψ3,j x ψ4,j) x P (j = 1, 2 ... N), onde:
• ψ1 = adicional de resistência devido ao coeficiente de minoração de resistências ØR adotado (o inverso de ψ1 é o
valor do coeficiente ØR utilizado no projeto da estrutura);
• ψ2 = adicional de resistência devido à folga de cálculo (o inverso de ψ2 representa a taxa de trabalho do
elemento crítico da estrutura, que é a relação entre o esforço solicitante e sua resistência teórica);
• ψ3 = adicional de resistência devido à melhoria da qualidade dos aços utilizados; • ψ4 = adicional de resistência devido ao desbitolamento dos perfis na laminação.
Dessa forma, ψ1 e ψ2 podem ser associados à Engenharia empregada no projeto das estruturas (padrão de
detalhamento, métodos e critérios de análise estrutural e dimensionamento dos elementos, etc.), enquanto que ψ3
e ψ4 são medidas da qualidade do processo de fabricação das peças (qualidade do aço, laminação, etc.).
Para um sistema em série como o descrito acima o colapso ocorre quando o elo mais fraco se quebra, ou seja, quando o primeiro elemento falha. A resistência da estrutura pode então, em última análise, ser descrita pela resistência de seu elemento mais fraco:
Resistência da estrutura = mínimo Pj (j = 1, 2 ... N)
4.3 Exemplo de análise dos resultados dos Testes de Carga
Para ilustração da metodologia de análise descrita no item 4.2 e empregada nos resultados dos Testes de Carga destrutivos serão apresentados os cálculos feitos para o ensaio da torre tipo J1S3. A torre em questão é do tipo autoportante cara de gato e foi utilizada na LT 230 kV C.S. Samuel / Ariquemes / Ji-Paraná, no estado de Rondônia.
Adicional de resistência devido ao coeficiente de minoração de resistências ØR adotado (ψ1):
Adicional de resistência devido à folga de cálculo (ψ2):
A resistência teórica à compressão da barra que sofreu colapso era de 23075 kgf, enquanto que a carga de compressão calculada para a etapa de 100% do carregamento da hipótese do teste destrutivo foi de 20844 kgf (considerando a estrutura na configuração geométrica testada: torre mais alta e 4 pés mais altos). Assim ψ2 = 23075 / 20844 = 1.1070.
Adicional de resistência devido à melhoria da qualidade do aço utilizado (ψ3):
A tensão de escoamento nominal da barra que sofreu colapso deveria ser de 3515 kgf/cm². O ensaio de tração no corpo de prova retirado desta barra mostrou que a tensão de escoamento do material era de 4169 kgf/cm², um aumento de 18.6%. Devido a esse aumento a tensão admissível da barra à compressão calculada de acordo com o manual da ASCE (“American society of civil engineers”) [5] aumentou de 2341 kgf/cm² para 2471 kgf/cm². Assim ψ3 = 2471 / 2341 = 1.0555.
Adicional de resistência devido ao desbitolamento dos perfis (ψ4):
A barra que sofreu colapso no ensaio era um perfil L 90x6. A análise dimensional da barra mostrou que o perfil real era um L 89.7x6.4. Assim ψ4 = (89.7 x 6.4) / (90 x 6.0) = 1.0631.
Combinando as parcelas descritas acima é possível se obter uma estimativa do aumento de resistência provocado pelos fatores ψ1, ψ2, ψ3 e ψ4:
Pj = 1.0753 x 1.1070 x 1.0555 x 1.0631 x P = 1.3357 x P
Com isso conclui-se que o estágio de carga previsto para o colapso da estrutura seria o de 134% mas, como os estágios de carga do teste destrutivo variam em etapas de 5%, o estágio previsto seria o de 135%. De fato, para esta estrutura, o colapso ocorreu por flambagem de um dos montantes da extensão na aplicação da etapa de 140% do carregamento, conforme mostrado na Figura 4. A mesma análise foi feita para os demais Testes de Carga e seus resultados são apresentados na Tabela 1. 4.4 Resultados das análises dos Testes de Carga
TABELA 1: Testes destrutivos em estruturas projetadas pela Engetower Engenharia Estrutura
Nome Tensão e Circuitos Tipo
Perfil e Material Estação de testes Ψ1 Ψ2 Ψ3 Ψ4 Estágio previsto Estágio real J1S3 230 kV C.S. autoportante cara de gato A572 grau 50 L 90x90x6 DAMP 1.0753 1.1070 1.0555 1.0631 134% 140% 135-J2S1 230 kV C.S. autoportante cara de gato A572 grau 60 L 90x90x6 Brametal 1.0753 1.0580 1.0403 1.0300 122% (s/ colapso) 120% BNS3 230 kV C.D. autoportante danúbio A572 grau 60 L 100x100x10 Towers SAE 1.0753 1.1979 1.0521 1.0300 140% 120% 115-JDS3 230 kV C.D. autoportante danúbio A572 grau 60 L 100x100x8 DAMP 1.0753 1.1763 1.1421 1.0325 149% 140% 135-DDE2 230 kV C.D. estaiada danúbio A572 grau 60 L 90x90x7 DAMP 1.0753 1.1679 1.0321 1.0371 134% 130% 125-JJE2 230 kV C.D. estaiada danúbio A572 grau 60 L 90x90x8 DAMP 1.0753 1.1162 1.0672 1.0301 132% 120% 115-JDE3 230 kV C.D. estaiada danúbio A572 grau 60 L 90x90x7 DAMP 1.0753 1.2464 1.0549 1.0349 146% 140% 135-J1E3 230 kV C.S. cara de gato estaiada A572 grau 50 L 65x65x5 DAMP 1.0753 1.1557 1.1040 1.0285 141% 155% 150-J2E1 230 kV C.S. cara de gato estaiada A572 grau 60 L 75x75x6 Brametal 1.0753 1.1386 1.0604 1.0300 134% 125%
Observações:
• Para as torres J2S1, BNS3 e J2E1 não foram fornecidos ensaios dimensionais das peças que sofreram ruptura.
Para essas torres o valor de ψ4 foi considerado igual a 1.0300 com base nos resultados das demais estruturas; • Segundo critérios adotados pela equipe da estação de testes o ensaio da torre J2S1 foi interrompido após a
aplicação da etapa de 120% do carregamento, sem que houvesse ruptura da estrutura;
• A Figura 5 mostra os diversos tipos estruturais presentes nos 9 Testes de Carga destrutivos descritos na Tabela
1 sendo, da esquerda para a direita: autoportante cara de gato, autoportante danúbio, estaiada danúbio e estaiada cara de gato.
A análise dos valores da coluna “Estágio real” da Tabela 1 indica claramente a discrepância já citada em relação aos estudos da Cigré descritos no item 3.1. Enquanto os resultados daquele trabalho apontaram média e desvio padrão de 105% e 9%, respectivamente, para as resistências das estruturas submetidas aos Testes de Carga avaliados naquela época, os resultados agora apresentados indicam valores de 128% e 11.8% considerando-se sempre o limite inferior das faixas de ruptura.
Realizando o mesmo procedimento apresentado no item 3.3 para determinação do coeficiente ØR, tem-se:
Re = 1.28 x (1 – 1.282 x 0.118/1.28) = 1.129
Obviamente o tamanho e a composição da amostra utilizada neste estudo não pode ser considerado suficiente para validar-se qualquer conclusão e nem a metodologia é cientificamente precisa, mas são um claro indício da necessidade de reavaliação do coeficiente de minoração de resistências atualmente utilizado no Brasil e que está para ser incorporado à revisão da NBR-8850 [3].
A estes indícios junta-se a grande quantidade de Testes de Carga realizados em projetos desenvolvidos pela Engetower Engenharia, desde sua criação em 1995, sem que houvesse ruptura antes do estágio de 100% do carregamento. Foram realizados mais de 47 Testes de Carga nos mais diferentes tipos estruturais, incluindo torres estaiadas (14), autoportantes (22) e trusspoles (11) com variadas configurações geométricas e combinações de cabeça e corpo. Desse total apenas 3 testes apresentaram falha antes de 100% do carregamento, contribuindo para a conclusão de que estudos mais elaborados seriam extremamente elucidativos no que diz respeito à distribuição de resistência das estruturas projetadas no padrão atual de práticas de projeto, fabricação e montagem.
5.0 - CONCLUSÕES
5.1 Coeficiente de minoração de resistências
Os resultados obtidos pela rápida análise dos dados dos Testes de Carga das estruturas projetadas pela Engetower Engenharia forneceram um indício de que os valores do coeficiente de minoração de resistências hoje adotados no Brasil podem estar demasiadamente conservativos. Isso se deve, entre outros fatores, ao aperfeiçoamento das práticas de projeto e das tecnologias empregadas nos processos de fabricação em relação aos das estruturas consideradas nos estudos que deram origem aos coeficientes hoje adotados.
Tendo em vista a grande quantidade de ensaios realizados nos mais diversos tipos de modelos estruturais nas estações de teste do Brasil, novos estudos poderiam ser realizados para determinação de valores para o coeficiente de minoração de resistências compatíveis com a realidade atual, contribuindo, em última análise, para o projeto de estruturas mais econômicas e ainda confiáveis.
5.2 Critérios de aprovação de Testes de Carga
Considerando os vários fatores apresentados no item 4.2 que contribuem para adicionais de resistência dos elementos estruturais, deve-se ponderar que o fato de uma estrutura suportar a aplicação da etapa de 100% do carregamento no teste não pode servir de critério único para sua aprovação. Da mesma forma, o rompimento com 101% do carregamento também não garante que a estrutura é mais ou menos econômica, sendo que o adicional de carga mostrado pelo ensaio destrutivo deve ser suficiente para cobrir, no mínimo, os adicionais de resistência oferecidos pela melhoria na qualidade dos materiais e pelo desbitolamento. Considerando então o produto entre os parâmetros ψ3 e ψ4, a Tabela 2 mostra o valor mínimo de excesso de resistência recomendável para aprovação
dos testes das estruturas consideradas:
TABELA 2: Faixa mínima de ruptura considerando os adicionais de resistência
Torre ψ3 x ψ4 Estágio mínimo para ruptura ruptura real Estágio de Aprovado
J1S3 1.1221 110-115% 135-140% Sim J2S1 1.0715 105-110% 120% (s/ colapso) Sim BNS3 1.0837 105-110% 115-120% Sim JDS3 1.1792 115-120% 135-140% Sim DDE2 1.0704 105-110% 125-130% Sim JJE2 1.0993 105-110% 115-120% Sim JDE3 1.0917 105-110% 135-140% Sim J1E3 1.1355 110-115% 150-155% Sim J2E1 1.0922 105-110% 120-125% Sim
Rupturas abaixo do estágio recomendado exigiriam a garantia de que os materiais a serem usados na fabricação das estruturas tenham características mecânicas iguais ou superiores aos da estrutura do teste. A ruptura dentro ou acima do estágio recomendável garante que a resistência da estrutura não depende de características melhoradas dos materiais, que poderão ser então fornecidos de acordo com suas características nominais. São necessários, portanto, critérios baseados na análise dos resultados dos estudos propostos pelo item 5.1 para aprovação de Testes de Carga, destrutivos ou não, que garantam a relação de confiabilidade X economia desejada para as estruturas.
5.3 Melhorias na execução de Testes de Carga
Muitas vezes a forma de coleta de dados nos Testes de Carga não segue padrões muito precisos, sendo feita de maneira até duvidosa principalmente em relação às leituras de deslocamento das estruturas. Como são exatamente esses os valores utilizados em estudos para determinação da distribuição de probabilidades das resistências, como os sugeridos por este Informe Técnico, é importante que as medições sejam feitas sob um ponto de vista mais científico, de forma a se aumentar o máximo possível a precisão dos resultados.
Além disso, na medida em que esses resultados são a principal ferramenta para aferição das práticas de projeto e fabricação das estruturas, a melhoria dos métodos de execução dos ensaios, apurando as formas de leitura dos deslocamentos, não somente contribuirá para a obtenção de estruturas mais econômicas e confiáveis, como também para o aperfeiçoamento das tecnologias de projeto de estruturas para linhas de transmissão no Brasil. 6.0 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ABNT – NBR-5422 – “Projeto de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica”, Brasil;
[2] ABNT – NBR-8842 – “Suportes metálicos treliçados para linhas de transmissão – Método de ensaio”, Brasil; [3] ABNT – NBR-8850 – “Execução de suportes metálicos treliçados para linhas de transmissão”, Brasil; [4] IEC 60826 – “Design criteria of overhead transmission lines”, Terceira Edição, 2003-10;
[5] ANSI/ASCE - Manual 10-90 – “Design of Latticed Steel Transmission Structures”, Edição Dezembro/1991; [6] Rieira, J. D., Menezes, R.C.R., Silva, V.R. and Silva, J.B.G.F.: “Evaluation of the probability distribution of the strength of transmission line steel towers based on tower test results”, Session of Cigré, Paper 22-305, Paris, France, 1990;
