Cepel desenvolve protótipo para estudo de corrosão sob tensão em solo

Centro prepara manual técnico para estacas helicoidais como fundação das torres de transmissão para maior segurança na aplicação da tecnologia no país, podendo atender também a demandas como estaqueamento de torres eólicas

Uma das principais soluções adotadas para fundação de torres de transmissão estaiadas no setor elétrico são as chamadas estacas helicoidais, que possuem, dentre outros fatores, um menor custo em relação a outros tipos de fundação, além de um menor tempo requerido para sua instalação. No entanto, o Brasil ainda não conta com uma legislação para sua fabricação e utilização.

É sob esse contexto que o Cepel, em conjunto com Furnas e Eletronorte, vem desenvolvendo desde 2017 um projeto de pesquisa para elaboração de um manual com recomendações técnicas para utilização deste tipo de material como fundação. Numa etapa inicial, os diferentes corpos de prova utilizados nas estruturas helicoidais foram fabricados pelo Centro e utilizados em ensaios de caracterização e em testes acelerados de corrosão. Além disso, também foram realizadas experiências em solo em condições controladas e sem tensionamento, no Laboratório de Corrosão do Cepel.

Até o presente momento, os pesquisadores testaram 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 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.

Entretanto, nos ensaios preliminares realizados em solo, observou-se um resultado muito similar entre o aço patinável e o de 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, a parceria do projeto 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 da iniciativa também foi desenvolvido um protótipo inédito para a realização de ensaio de corrosão sob tensão em solo.

Para o engenheiro de Furnas, Wendell Porto de Oliveira, as ações 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.

Outro motivador para o 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 têm apoiado o projeto, fornecendo amostras de aço para execução dos ensaios.

Protótipo inédito

O pesquisador do Cepel, Carlos Frederico Trotta Matt, afirma que o dispositivo que torna possível a realização de ensaios de corrosão sob tensão em solo tem características que 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. Ele conta também que 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”, declarou.

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.

De acordo com o Cepel, 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.