ESFORÇO MECÂNICO EM POSTES

 

1. Passo-a-passo do cálculo de esforço mecânico

1.1 Identificar os condutores, vãos, ângulos e tensões

• Determinar quais cabos conectam ao poste (fase(s), neutro, aterramento, telecomunicações, etc.).

• Verificar o vão (comprimento entre postes ou entre ancoragens) e o ângulo que a linha faz no poste (se é reta ou em curva/ângulo).

• Verificar as condições climáticas e de operação (ex: vento, gelo, ângulo de cabos, temperatura) que afetam a tração do cabo.

• Determinar as tração de projeto de cada cabo (força que o cabo exerce sob condições de cálculo), conforme norma aplicável. Por exemplo, consulta à norma da concessionária ou norma técnica nacional.

1.2 Calcular as tração(s) de projeto (T) dos condutores

• Para cada cabo: peso próprio × vão / 2 (em simplificação) + força de vento ou outras cargas extras, ou usar valor de tração definido pela norma para o cabo em vão e condição considerada.

• Em muitos casos a norma já disponibiliza tabelas de “tração de projeto” para determinados vãos e cabos.

• Exemplo: se o cabo pesa $w$ kg/m e o vão é $L$ m, a carga vertical é aproximadamente $w \times L$. A tração horizontal pode ser derivada por tensão de montagem + fator de vento, etc.

1.3 Decompor vetorialmente os esforços no poste

• Se houver dois lados (vãos) com ângulo em relação ao poste ou entre eles, utiliza-se:

  • Método analítico:

    $$R = 2 \cdot T \cdot \sin\left(\frac{\alpha}{2}\right)$$

    para dois esforços iguais nos dois lados com ângulo $\alpha$. Energisa+2Energisa+2

  • Ou, para esforços diferentes e em diversos lados:

    $$F_X = \sum (F_{pi} \cdot \cos \alpha_i), \quad F_Y = \sum (F_{pi} \cdot \sin \alpha_i)$$ $$E_P = \sqrt{F_X^2 + F_Y^2}$$

    onde $F_{pi}$ são as forças (trações) de projeto e $\alpha_i$ são os ângulos relativos. Energisa+1

• A resultante $R$ ou $E_P$ representa a força resultante das trações no poste, transferida para a base (ou a 0,20 m do topo conforme norma) como esforço mecânico. Energisa+1

1.4 Verificar momento fletor ou braço de alavanca

• O momento no poste é a tração multiplicada pela distância do ponto de aplicação ao topo/engaste ou braço (m). Passei Direto+1

• Verificar se o poste está estaiado ou não, e se há previsão de ângulo ou transição de rede.

1.5 Comparar com resistência nominal do poste

• A norma da concessionária especifica qual deve ser a resistência nominal do poste para aquela aplicação (ex: “estrutura de engastamento, esforços horizontais/verticais”). Energisa+1

• Exemplo: “50% da resistência nominal da estrutura para esforço vertical; 25% para esforço horizontal” como critério interno de algumas normas. Energisa+1

• Verificar se o poste escolhido suporta a resultante ou se é necessário aumentar a resistência ou usar estaiamento.

1.6 Documentar e detalhar o poste

• Registrar os dados: tipo de poste, altura, ângulo, tipo de fixação, vai, tipo de cabos.

• Registrar cálculo, resultado da força resultante, momento, etc.

• Indicar se é necessário estai ou ancoragem adicional.

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2. Tabela ilustrativa – Peso de cabos por metro de vão

A seguir alguns valores típicos de peso de cabos para rede aérea, conforme documentação técnica. Os valores são de referência e devem ser ajustados conforme o condutor exato usado pela concessionária.

Cabo (nominal)	Massa nominal aprox. (kg/km)	Peso por metro (kg/m)
Cabo de alumínio nu CA – 2 AWG	~ 92,5 kg/km EDP	~ 0,0925 kg/m
Cabo de alumínio nu CA – 1/0 AWG	~ 147,6 kg/km EDP	~ 0,1476 kg/m
Cabo de alumínio nu CA – 4/0 AWG	~ 296,1 kg/km EDP	~ 0,2961 kg/m
Cabo AAAC (liga alumínio) – ex: 126,37 mm²	~ 346,7 kg/km	~ 0,3467 kg/m

Observação: kg/km convertido → kg/m dividindo por 1000.

Como usar a tabela no cálculo

• Suponha um vão de 40 m: se o cabo pesa 0,1476 kg/m, o peso total do cabo no vão é ~ 0,1476 × 40 = 5,904 kg.

• Esse peso gera uma tração vertical (aproximadamente, se cabo reto e sem vento).

• Para cálculo completo, considerar também vento, ângulo, estiramento, etc.

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3. Comentários finais

• As normas específicas da concessionária (como ENEL RJ) podem definir critérios próprios (ângulos de flexão, trações mínimas, vão máximo, etc). Exemplos de norma: “Especificação Técnica Nº 262 – Rede de Distribuição Aérea de Média Tensão em condutores nus …” da ENEL RJ. Enel Brasil

• Sempre consulte a norma vigente da concessionária ou da distribuidora para “tração de projeto”, “ângulo máximo”, “vão regulador”, etc.

• Os valores de peso variam muito conforme bitola, tipo de construção do cabo (alumínio puro, alumínio ligas, alma de aço, etc).

• Esse cálculo normalmente envolve segurança estrutural, momento fletor, instabilidade do poste, e não apenas “peso puro”.