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Cepel desenvolve protótipo inédito para estudo de corrosão sob tensão em solo

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Cepel desenvolve protótipo inédito para estudo de corrosão sob tensão em solo

02-09-2019

As estacas helicoidais são uma das principais soluções adotadas para fundação de torres de transmissão estaiadas. Isto se deve, dentre outros fatores, ao seu menor custo em relação a outros tipos de fundação e ao menor tempo requerido para sua instalação. No entanto, ainda não existe no Brasil uma normatização para sua fabricação e utilização.

 

Neste contexto, o Cepel, com participação de Furnas e Eletronorte, vem desenvolvendo, desde 2017, um projeto de pesquisa para elaboração de um manual com recomendações técnicas para utilização deste tipo de estaca como fundação.

 

Numa etapa inicial, corpos de prova de diferentes materiais utilizados nas estacas helicoidais foram fabricados pelo Cepel e usados em ensaios de caracterização e em ensaios acelerados de corrosão. Além disso, também foram realizados ensaios em solo, em condições controladas e sem tensionamento, no Laboratório de Corrosão do Cepel.

 

Até o presente momento, o projeto testou o desempenho anticorrosivo do aço patinável em comparação ao aço carbono a partir de ensaios de corrosão atmosférica. O patinável apresentou velocidade de corrosão cerca de 30% inferior ao aço carbono no ensaio de exposição à chuva ácida, 40% menor na exposição natural e 80% menor no ensaio cíclico de secagem e molhamento, evidenciando o grande potencial anticorrosivo deste material para proteção da corrosão atmosférica.

 

Porém, nos ensaios preliminares realizados em solo, observou-se um resultado muito similar entre aço patinável e aço carbono. “Este fato acende um sinal de alerta para o uso deste material em solo sem nenhum tipo de proteção anticorrosiva, como está sendo feito por alguns fabricantes de estacas helicoidais. Por isso, a grande relevância desse projeto na avaliação do correto dimensionamento da proteção anticorrosiva de estacas helicoidais”, ressalta o pesquisador do Cepel Elber Vidigal Bendinelli.

 

Nesse sentido, segundo Elber, este projeto, originado dentro do Cepel em parceria com os fabricantes de estacas, pode contribuir muito, gerando conhecimento para o desenvolvimento de um manual com recomendações técnicas para o uso de estacas helicoidais. No escopo deste projeto, também foi desenvolvido um protótipo inédito para a realização de ensaio de corrosão sob   tensão em solo.

 

“De maneira mais ampla, as ações do projeto visam estabelecer requisitos técnicos que podem dar embasamento a projetistas, fabricantes, instaladores e construtoras. O conhecimento desenvolvido sobre o assunto nesses estudos, os parâmetros levantados e as metodologias de análise e ensaio desenvolvidas poderão ser aproveitados, no futuro, como base para uma norma técnica sobre o assunto”, acrescenta o engenheiro Wendell Porto de Oliveira, de Furnas.

 

Outro motivador para o desenvolvimento do projeto foi o fato de as estacas helicoidais estarem sendo instaladas, em larga escala, sem um estudo prévio da agressividade do solo, o que pode comprometer a vida útil da fundação e, consequentemente, a integridade da torre. “A queda de uma torre ocasionada pela corrosão pode gerar um grande transtorno para a empresa transmissora de energia, sendo necessária intensa mobilização de pessoal, equipamentos e recursos para o restabelecimento da linha”, afirma Elber, acrescentando que os fabricantes de estacas têm apoiado o projeto, fornecendo amostras de aço para execução dos ensaios.

 

 

O protótipo

 

Em decorrência dos estudos conceituais realizados neste projeto, foi desenvolvido um dispositivo que torna possível a realização de ensaios de corrosão sob   tensão em solo. “Essa condição, teoricamente, potencializa a degradação dos materiais empregados e pode reduzir a vida útil dessas fundações”, ressalta Wendell.

 

Como assinala o pesquisador do Cepel Carlos Frederico Trotta Matt, as características do dispositivo permitem que as vigas sejam submetidas à mesma tensão mecânica sofrida pelas estacas helicoidais no campo, com a vantagem de que este estado de tensão é reproduzido a partir da aplicação de cargas mecânicas de magnitude reduzida. “Portanto, com este protótipo, será possível investigar o efeito da tensão mecânica na velocidade de corrosão de diferentes aços usados em estacas helicoidais, quando enterrados em solos com características tropicais. Trata-se de um desenvolvimento importante, não tendo similar no Brasil e, acredita-se, no exterior”, afirma.

 

 

 

Como se trata de um projeto fundamentado em pesquisa experimental, que requer tempo de exposição dos materiais que terão seus desempenhos investigados em condições representativas das solicitações reais, a previsão é de que seja concluído em cinco anos. Ao longo deste período, serão feitas retiradas anuais de corpos de prova tensionados para caracterização e avaliação da velocidade de corrosão nos diferentes materiais investigados.

 

Os resultados deste estudo, como um todo, trarão maior segurança na aplicação desta tecnologia para todas as empresas de transmissão que operem ou venham a operar no Brasil. Podem, ainda, atender a outras demandas do setor como, por exemplo, no estaqueamento de torres eólicas.