BR102018068589A2 - Sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares e estrutura tubular correspondente - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares, compreendido por um primeiro módulo (200), um segundo módulo (300) e, opcionalmente, um ou mais módulos adicionais (n), em que que cada módulo (200, 300, n) compreende, na região de sua extremidade superior, um flange de fixação anelar (230, 330) e barbatanas de engaste (240, 340) dispostas no interior da extremidade superior a uma distância de barbatana (p240) que equivale a uma profundidade de engastamento (p200, p300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros. a profundidade de engastamento (p200, p300), por sua vez, corresponde a um valor entre 0,5 e 3, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (d200, d300) do módulo (200, 300) correspondente. a presente invenção se refere ainda a uma estrutura tubular (150) correspondente.
Description
SISTEMA MODULAR DE CONSTRUÇÃO, CONDUÇÃO E FIXAÇÃO DE ELEMENTOS DE ESTRUTURAS TUBULARES E ESTRUTURA TUBULAR CORRESPONDENTE
Campo de aplicação [001] A presente invenção pertence ao campo da engenharia mecânica, notadamente de elementos de construção de mastros, postes, torres e afins. Introdução [002] A presente invenção se refere a um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares e a uma estrutura tubular correspondente, em que dita estrutura tubular é formada por elementos tubulares engastados entre si, destinada à construção de qualquer estrutura tubular alongada, preferencialmente de mastros, postes, torres e afins, especialmente de postes para a transmissão de energia elétrica, telecomunicações, transmissão de dados e afins.
Estado da técnica [003] Existem diferentes sistemas e tipos construtivos de estruturas tubulares, especificamente de postes ou mastros destinados a portar linhas de transmissão de energia elétrica, telecomunicações, transmissão de dados e afins que possuem, dentre outras características, a característica de serem de elevada altura. É de se notar que elevada altura, na presente descrição, designa, porém de forma não limitante, postes ou mastros com mais de 15 metros de altura.
[004] A forma construtiva mais comum para postes ou mastros de elevada altura, de acordo com a presente invenção, contempla postes tubulares de concreto armado que, a partir de certo comprimento, são divididos em segmentos para facilitar e até mesmo possibilitar o transporte e manuseio dos mesmos.
[005] Ditos postes de concreto, entretanto, apresentam diversas desvantagens, a começar pelo seu elevado peso que demanda a utilização de guindastes de grande capacidade para seu içamento e manuseio para
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2/16 transporte e instalação. Mesmo quando os postes de concreto maiores são divididos em segmentos, os segmentos resultantes continuam extremamente pesados, somando-se a essa característica ainda a dificuldade e onerosidade da conexão dos respectivos segmentos entre si.
[006] Outro problema são as microfissuras ou trincas na estrutura de concreto quando o mesmo é submetido ao transporte e, especialmente, às cargas de operação, fazendo com que a umidade penetre no seu corpo reagindo com o aço da sua amarração e comprometendo a sua resistência mecânica, o que se torna um problema maior em regiões litorâneas onde a reação é mais acelerada devido à maresia.
[007] Outra problemática dos postes de concreto de elevada altura resulta do diâmetro da base, de proporções elevadas e que se reflete de modo negativo especialmente em áreas urbanas, onde ditos modelos dificultam ou até mesmo obstruem a passagem de pedestres em calçadas, ocupando espaço precioso e valioso no solo.
[008] Postes de concreto desta envergadura demandam altíssima precisão na instalação, especialmente no que diz respeito à posição angular das furações ou dispositivos de fixação das cruzetas, a qual, caso fora de posição, demandará oneroso retrabalho podendo até mesmo comprometer o andamento da instalação.
[009] Finalmente, porém não menos importante para estruturas tubulares de elevada altura de concreto, há de se citar a resistência das estruturas externas dos postes de concreto às correntes de ar como um todo, por serem rugosas em virtude das características do material de que são feitas. Tal resistência aumenta a carga sobre os postes de concreto, reduzindo as alternativas de otimização de peso e aumentando o risco das frequências de ressonância.
[010] Alternativas aos postes e mastros de concreto são seus equivalentes do estado da técnica construídos utilizando-se de concreto e outros materiais, como metais e alternativas executadas puramente em metal, mais
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3/16 especificamente em aço, mas que também possuem alguns inconvenientes e desvantagens a serem superados.
[011] Um exemplo de estrutura de elevada altura que mistura aço e concreto é descrito pelo documento patentário US 4,242,851, que revela um poste modular formado por elementos ocos de aço unidos entre si por meio de corpos anulares de concreto dispostos nas extremidades dos elementos. Embora haja redução significativa de peso em relação aos modelos de concreto e relativa flexibilidade de ajuste por torção especialmente do último e mais alto segmento, resta ainda a dificuldade da união entre os módulos por meio do concreto, característica altamente desvantajosa, especialmente na prática da instalação em campo. Também não é feito referência a qualquer forma de alinhamento entre os tubos para a constituição dos módulos.
[012] Um exemplo de poste de aço é o revelado pelo documento patentário US 8,302,368, o qual mostra um poste formado por elementos de aço ocos e cônicos dotados de extremidades que permitem o encaixe dos mesmos entre si, sendo prevista a fixação de um módulo em outro por meio de parafusos transversais. Há aqui uma clara limitação da altura possível de uma estrutura dessa natureza, tanto pelo modo de encaixe quanto pela forma de fixação. Adicionalmente, o documento deixa claro que um dos objetivos da invenção é atingir a menor profundidade de engastamento (L) possível, para economizar material. As tensões de cisalhamento de fixações por parafusos como a aqui descrita também impedem cargas maiores e, por conseguinte, limitam a sua altura também. Finalmente, não são revelados meios de orientação e centralização dos tubos para auxiliar e facilitar a montagem dos módulos.
[013] Outro exemplo de poste de aço é revelado pelo documento patentário US 1,870,770 no qual é descrita uma estrutura formada por módulos ocos e cônicos de aço, encaixados entre si por pressão e fixados entre si por elementos de fixação externos e salientes à estrutura. Uma das
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4/16 desvantagens desse tipo de solução está exatamente relacionada à saliência dos elementos de fixação e das limitações de montagem relativos aos mesmos em estruturas mais altas. Além disso, o modo de engastamento previsto limita o comprimento dos módulos individuais, aumentando o número dos mesmos necessário a construções mais elevadas. Esse último fenômeno também pode ser verificado na solução revelada pelo documento patentário US 3,865,498.
[014] Formas alternativas de construção e fixação de postes de aço são reveladas, por exemplo, no documento patentário WO 2011 06526, que revela postes formados por diversas placas perimetrais dispostas ao redor de anéis concêntricos, no documento patentário CN201236515Y, que revela módulos conectados entre si por flanges, mas sem nenhuma forma de centralização ou orientação de montagem ou engastamento e, por fim, no documento patentário EP 2 192 245, que revela segmentos modulares fixados entre si por flanges, porém internos à estrutura, igualmente sem nenhuma forma de centralização ou orientação específica de montagem ou engastamento.
[015] Finalmente, devem ser mencionadas as torres treliçadas, muito comuns em linhas de transmissão, mas que têm como principais limitações a área que utilizam em solo (chegando em alguns casos a mais de 100m2) e o tempo de montagem, muito superior ao de postes metálicos, por conta da elevada quantidade de componentes e de suas uniões e fixações. Pelo seu porte e disposição construtiva, também é difícil utilizar torres treliçadas em meio urbano, por exemplo, em calçadas.
[016] Existe, portanto, espaço para um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares, especialmente de estruturas tubulares altas, que proveja estruturas tubulares como postes, mastros e torres de elevada altura que sejam extremamente robustas, relativamente leves, de fácil transporte, manuseio e montagem, que possuam meios de guia, centralização e condução para a montagem, e que esses
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5/16 meios orientem a montagem de modo adequado e unívoco dos módulos individuais entre si, que permitam o ajuste angular especialmente do módulo mais alto, módulo mais baixo de fácil fixação no solo sem a necessidade de engastamento do mesmo e de menor resistência ao vento.
Estado da técnica [017] Existem diferentes sistemas e tipos construtivos de estruturas tubulares, especificamente de postes ou mastros destinados a portar linhas de transmissão de energia elétrica, telecomunicações, transmissão de dados e afins que possuem, dentre outras características, a característica de serem de elevada altura.
[018] Existem diferentes sistemas e tipos construtivos de estruturas tubulares, especificamente de postes ou mastros destinados a portar linhas de transmissão de energia elétrica, telecomunicações, transmissão de dados e afins que possuem, dentre outras características, a característica de serem de elevada altura. É de se notar que elevada altura, na presente descrição, designa, porém de forma não limitante, postes ou mastros com mais de 15 metros de altura.
[019] A forma construtiva mais comum para postes ou mastros de elevada altura, de acordo com a presente invenção, contempla postes tubulares de concreto armado que, a partir de certo comprimento, são divididos em segmentos para facilitar e até mesmo possibilitar o transporte e manuseio dos mesmos.
[020] Ditos postes de concreto, entretanto, apresentam diversas desvantagens, a começar pelo seu elevado peso que demanda a utilização de guindastes de grande capacidade para seu içamento e manuseio para transporte e instalação. Mesmo quando os postes de concreto maiores são divididos em segmentos, os segmentos resultantes continuam extremamente pesados, somando-se a essa característica ainda a dificuldade e onerosidade da conexão dos respectivos segmentos entre si.
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6/16 [021] Outro problema são as microfissuras ou trincas na estrutura de concreto quando o mesmo é submetido ao transporte e, especialmente, às cargas de operação, fazendo com que a umidade penetre no seu corpo reagindo com o aço da sua amarração e comprometendo a sua resistência mecânica, o que se torna um problema maior em regiões litorâneas onde a reação é mais acelerada devido à maresia.
[022] Outra problemática dos postes de concreto de elevada altura resulta do diâmetro da base, de proporções elevadas e que se reflete de modo negativo especialmente em áreas urbanas, onde ditos modelos dificultam ou até mesmo obstruem a passagem de pedestres em calçadas, ocupando espaço precioso e valioso no solo.
[023] Postes de concreto desta envergadura demandam altíssima precisão na instalação, especialmente no que diz respeito à posição angular das furações ou dispositivos de fixação das cruzetas, a qual, caso fora de posição, demandará oneroso retrabalho podendo até mesmo comprometer o andamento da instalação.
[024] Finalmente, porém não menos importante para estruturas tubulares de elevada altura de concreto, há de se citar a resistência das estruturas externas dos postes de concreto às correntes de ar como um todo, por serem rugosas em virtude das características do material de que são feitas. Tal resistência aumenta a carga sobre os postes de concreto, reduzindo as alternativas de otimização de peso e aumentando o risco das frequências de ressonância.
[025] Alternativas aos postes e mastros de concreto são seus equivalentes do estado da técnica construídos utilizando-se de concreto e outros materiais, como metais e alternativas executadas puramente em metal, mais especificamente em aço, mas que também possuem alguns inconvenientes e desvantagens a serem superados.
[026] Um exemplo de estrutura de elevada altura que mistura aço e concreto é descrito pelo documento patentário US 4,242,851, que revela um
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7/16 poste modular formado por elementos ocos de aço unidos entre si por meio de corpos anulares de concreto dispostos nas extremidades dos elementos. Embora haja redução significativa de peso em relação aos modelos de concreto e relativa flexibilidade de ajuste por torção especialmente do último e mais alto segmento, resta ainda a dificuldade da união entre os módulos por meio do concreto, característica altamente desvantajosa, especialmente na prática da instalação em campo.
[027] Um exemplo de poste de aço é o revelado pelo documento patentário US 8,302,368, o qual mostra um poste formado por elementos de aço ocos e cônicos dotados de extremidades que permitem o encaixe dos mesmos entre si, sendo prevista a fixação de um módulo em outro por meio de parafusos transversais. Há aqui uma clara limitação da altura possível de uma estrutura dessa natureza, tanto pelo modo de encaixe quanto pela forma de fixação.
[028] Outro exemplo de poste de aço é revelado pelo documento patentário US 1,870,770 no qual é descrita uma estrutura formada por módulos ocos e cônicos de aço, encaixados entre si por pressão e fixados entre si por elementos de fixação externos e salientes à estrutura. Uma das desvantagens desse tipo de solução está exatamente relacionada à saliência dos elementos de fixação e das limitações de montagem relativos aos mesmos em estruturas mais altas. Além disso, o modo de engastamento previsto limita o comprimento dos módulos individuais, aumentando o número dos mesmos necessário a construções mais elevadas. Esse último fenômeno também pode ser verificado na solução revelada pelo documento patentário US 3,865,498.
[029] Formas alternativas de construção e fixação de postes de aço são reveladas, por exemplo, no documento patentário WO 2011 06526, que revela postes formados por diversas placas perimetrais dispostas ao redor de anéis concêntricos, no documento patentário CN201236515Y, que revela módulos conectados entre si por flanges, mas sem nenhuma forma de
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8/16 centralização ou orientação de montagem ou engastamento e, por fim, no documento patentário EP 2 192 245, que revela segmentos modulares fixados entre si por flanges, porém internos à estrutura, igualmente sem nenhuma forma de centralização ou orientação específica de montagem ou engastamento.
[030] Existe, portanto, espaço para um sistema modular de construção e fixação de elementos de estruturas tubulares, especialmente de estruturas tubulares altas, que proveja estruturas tubulares como postes, mastros e torres de elevada altura que sejam extremamente robustas, relativamente leves, de fácil transporte, manuseio e montagem, que possuam meios de guia e montagem que orientem a montagem de modo adequado e unívoco dos módulos individuais entre si, que permitam o ajuste angular especialmente do módulo mais alto, módulo mais baixo de fácil fixação no solo sem a necessidade de engastamento do mesmo e de menor resistência ao vento.
Objetivos da invenção [031] O objetivo da presente invenção é, portanto, prover um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares e uma estrutura tubular correspondente.
Breve descrição das figuras [032] Para melhor entendimento e visualização do objeto do presente certificado de adição de invenção, o mesmo será agora descrito com referência às figuras anexas, representando o efeito técnico obtido por meio de modalidades exemplares não limitantes do escopo do presente certificado de adição de invenção, em que, esquematicamente:
[033] Figura 1: apresenta uma vista lateral de um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares de acordo com a invenção;
[034] Figura 2: apresenta uma vista lateral ampliada e parcialmente em corte do detalhe A da figura 1;
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9/16 [035] Figura 3: apresenta o detalhe A da figura 1 em perspectiva ampliada;
[036] Figura 4: apresenta em vista lateral ampliada dois módulos de acordo com a invenção em situação de engastamento;
[037] Figura 5: apresenta uma vista lateral de uma barbatana de engaste de acordo com a invenção;
[038] Figura 6: apresenta uma vista frontal da barbatana de engaste da figura 5;
[039] Figura 7: apresenta uma vista em perspectiva de uma variante do sistema de acordo com a invenção, sem a utilização de um anel de estabilização dimensional;
[040] Figura 8: apresenta uma vista superior de um módulo de acordo com a invenção, com o flange de fixação anelar, parcialmente transparente para melhor representar as barbatanas de engaste;
[041] Figura 9: apresenta uma vista parcial em perspectiva da base de um módulo de acordo com a invenção;
[042] Figura 10: apresenta uma representação esquemática de torres de transmissão do estado da técnica, os vãos livres possíveis e os efeitos do desmatamento necessário para sua utilização; e [043] Figura 11: apresenta uma representação esquemática de estruturas tubulares de acordo com a invenção, os vãos livres possíveis e sua utilização sem a necessidade de desmatamento.
Descrição detalhada da invenção [044] As figuras anexas mostram um sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares ou, simplesmente, apenas sistema modular (100), além de uma estrutura tubular (150) correspondente.
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10/16 [045] Um sistema modular (100) de acordo com a invenção compreende um ou mais módulos (200, 300) engastados entre si de modo a formar uma estrutura tubular (150).
[046] Cada módulo (200, 300), preferencial mente um tubo metálico, possui na região de sua extremidade inferior uma coroa de fixação (210,310) dotada de dois ou mais furos passantes ou roscados ou similares (215, 315), dispostos preferencialmente de modo equidistante ao longo de sua face perimetral, em que dita coroa de fixação (210, 310) está posicionada a uma distância da extremidade inferior do módulo (200, 300), aqui denominada de profundidade de engastamento (P200, P300), cuja medida corresponde a um valor entre 0,5 e 3,0, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (D200, D300) do módulo (200, 300).
[047] Na região de sua extremidade superior, cada módulo (200, 300) possui um flange de fixação anelar (230, 330) dotado de furos passantes ou roscados ou similares (235, 335) e que cobre todo 0 perímetro dessa extremidade superior, além de barbatanas de engaste (240, 340) dispostas no interior da extremidade superior a uma distância de barbatana (P240) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros, em que a profundidade de engastamento (P200, P300), por sua vez, corresponde a um valor entre 0,5 e 3, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (D200, D300) do módulo (200, 300) correspondente.
[048] As barbatanas de engaste (240, 340) servem para guiar, centralizar e conduzir com precisão 0 engaste de um segundo módulo (300) menor em um primeiro módulo (200) maior, até que a coroa de fixação (310) encoste no flange de fixação anelar (230), que serve como batente vertical para 0 segundo módulo (300) menor.
[049] As barbatanas de engaste (240, 340) possuem formato preferencialmente poligonal, possuindo uma altura total (241, 341) composta pela soma de uma altura menor (242, 342) e uma altura maior (243, 343),
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11/16 uma largura inferior maior (244, 344) e uma largura superior menor (245, 345), além de uma espessura (246, 346).
[050] Para fins de facilitação da descrição e entendimento da presente invenção, será feito referência alternadamente a um ou a dois dos módulos (200, 300) e seus componentes, dependendo da maior ou menor complexidade da explicação. De todos os modos, o que valerá para os elementos do módulo (200) maior valerá também para os elementos do módulo (300) menor e vice-versa.
[051] As medidas das barbatanas de engaste (240) são tais que os diâmetros formados entre as arestas voltadas para dentro do tubo do módulo (200) maior, especificamente de um diâmetro superior (D240-A) formado entre as arestas da largura superior menor (245) e de um diâmetro inferior (D240-B) formado entre as arestas da largura inferior maior (244), são tais que 0 diâmetro inferior (D240-B) representa entre 80 e 90%, preferencialmente 85% do diâmetro superior (D240-A); 0 diâmetro superior (D240-A) representa entre 85 e 99%, preferencial mente 97% do diâmetro interno do tubo maior (D200); e 0 diâmetro inferior (D240-B) é entre 0,25 e 1,5%, preferencial mente 0,85% maior do que 0 diâmetro externo do tubo menor (D300-E);
[052] Além disso, para permitir a condução suave do módulo (300) dentro do módulo (200) maior durante 0 engastamento, as medidas das barbatanas de engaste (240) devem ser tais que a altura maior (243) mede entre 65% e 85%, preferencialmente 75% da altura total (241), sendo que a altura menor (242) representa entre 65 e 85%, preferencialmente 77% da largura inferior maior (244), cuja medida respeita as relações e proporções definidas acima tanto para 0 diâmetro superior (D240-A)quanto para 0 diâmetro inferior (D240b).
[053] As barbatanas de engaste (240) devem ser dispostas de modo espaçado e equidistante ao longo do perímetro interno dos módulos (200, 300), em que as barbatanas de engaste (240) dispostas paralelamente ao eixo longitudinal dos módulos (200, 300) formando uma espécie de coroa
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12/16 interna e, entre si, um ângulo (δ) que poderá variar de acordo com o diâmetro e espessura dos tubos de cada módulo (200, 300), sendo este ângulo (δ) tipicamente de 5 a 45°.
[054] Uma vez engastado e encostado, pode-se ajustar a posição do módulo (300) menor girando-o dentro do mancai formado pela extremidade superior do primeiro módulo (200), pelas barbatanas de engaste (240) e pelo flange de fixação anelar (230), até que os furos passantes ou roscados ou similares (315, 235) coincidam e a união possa ser finalizada fixando os módulos (200, 300) por meio de elementos de fixação (PF) adequados. É de se notar que o giro do módulo (300) menor pode servir também para ajustar a posição de eventuais peças adicionais fixadas à estrutura tubular (150) como, por exemplo, cruzetas, isoladores, transformadores e similares (não representados).
[055] Para garantir a manutenção da circularidade da extremidade inferior de cada módulo (200, 300), cada módulo (200, 300) pode ser dotado de um anel de estabilização dimensional inferior (250, 350), fixado em seu interior a uma distância de estabilização (P250, P350) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros, em que a profundidade de engastamento (P200, P300), por sua vez, corresponde a um valor entre 0,5 e 3, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (D200, D300) do módulo (200, 300) correspondente.
[056] Já em sua extremidade superior, cada módulo (200, 300) pode ser dotado ainda de um anel de estabilização dimensional (260), 0 qual servirá de elemento de estruturação adicional aos flanges de fixação anelar (230, 330) ou de qualquer outro anel fixado no interior deste ou rente à extremidade superior ou a uma distância aleatória a ser escolhida entre a extremidade superior e 0 anel de estabilização dimensional (260, 360).
[057] O amassamento ou esmagamento de extremidades de tubos é um problema recorrente em tubos metálicos construídos com espessuras
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13/16 relativamente pequenas em relação aos seus grandes diâmetros. Os anéis de estabilização dimensional (250, 350, 260, 360), em conjunto, garantem que o formato circular dos tubos de cada módulo (200, 300) seja mantido, em especial em suas extremidades, mesmo em condições severas de manuseio e transporte.
[058] As barbatanas de engaste (240) podem estar dispostas sobre o anel de estabilização dimensional (260) fixado no interior da região da extremidade superior de cada módulo (200, 300), a uma distância de estabilização dimensional (P260, P360) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros, em que a profundidade de engastamento (P200, P300), por sua vez, corresponde a um valor entre 0,5 e 3, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (D200, D300) do módulo (200, 300) correspondente.
[059] As barbatanas de engaste (240) podem ser também posicionadas no interior do respectivo módulo (200) sem a presença de um anel de estabilização dimensional (260), situação mostrada em particular pela figura 7 anexa.
[060] Para a fixação da estrutura tubular (150) em um substrato, poderão ser utilizados no primeiro módulo, visto de baixo para cima, quaisquer meios adequados conhecidos do estado da técnica como, por exemplo, a utilização de uma coroa de fixação ao solo (500) na qual se podem prender ganchos de chumbar (510) por meio de elementos de fixação (511). No exemplo em tela, considerou-se 0 módulo (200) maior como sendo 0 primeiro e foram utilizadas barbatanas (540) externas para auxiliar na estruturação da fixação - ver figura 9 anexa.
[061] É se notar também que a estrutura tubular (150) pode ser formada por um módulo (200) ou por dois módulos (300) ou por vários módulos, terminando em um enésimo módulo (n) superior, terminal ou de topo, formando uma estrutura tubular (150) de vários módulos (200, 300, n).
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14/16 [062] Todos os elementos adicionados aos módulos (200, 300), como coroas de fixação (210, 310), flanges de fixação anelar (230, 330), barbatanas de engaste (240, 340), anéis de estabilização dimensional superior (250, 350), anéis de estabilização dimensional (260, 360), devem ser fixados por meios de fixação apropriados, podendo ser, por exemplo, soldados por meio de cordões de solda (S) ou quaisquer similares adequados à aplicação e às dimensões dos elementos.
[063] Para permitir o engastamento dos módulos (200, 300) e a montagem da estrutura tubular (150) correspondente, os diâmetros (D200, D300) dos módulos (200, 300) deve serial que 0 diâmetro de um primeiro módulo (D200) seja sempre maior que 0 diâmetro de um segundo módulo (D300) que, por sua vez, deverá ter um diâmetro maior que 0 próximo módulo adjacente e assim por diante, até um último ou enésimo módulo (n) de diâmetro (Dn).
[064] A relação entre os diâmetros (D200, D300, Dn) dos módulos (200, 300, n) deverá ser escolhida de tal modo que a medida do diâmetro de um primeiro módulo (D200) seja igual à medida do diâmetro de um segundo módulo (D300) adjacente acrescido de um valor adequado ao diâmetro, por exemplo, entre 50mm e 500mm, preferencialmente 150mm.
[065] Essa relação de transição entre os diâmetros dependerá essencialmente de um conjunto de fatores como a espessura do tubo de cada módulo (200, 300), as condições de engastamento, a quantidade total de módulos, a segmentação prevista para os módulos, as cargas aplicadas e os respectivos coeficientes de segurança, 0 número de elementos de fixação (PF) etc.
[066] Finalmente, é de se notar que estruturas tubulares (150) como as da presente invenção proveem meios de construir estruturas altas maiores e mais resistentes do que seus pares do estado da técnica, aumentando consideravelmente os vãos livres possíveis entre cada estrutura. Desse modo, é possível reduzir drasticamente 0 impacto ambiental, mais especificamente, reduzir e praticamente eliminar a necessidade de
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15/16 desmatamento dos trechos de vegetação (V) sob as linhas de transmissão (LT) em relação ao que acontece no caso atual de torres treliçadas (TT), como demonstram as figuras 10 e 11 anexas.
[067] A figura 10 mostra esquematicamente um trecho de uma linha de transmissão (LT) conhecida do estado da técnica, com vãos entre as torres treliçadas (TT) que raramente ultrapassam os 350 metros e, em alguns casos extremos, chegam a 540 metros, porém já com grandes esforços sobre o material.
[068] Já a figura 11 mostra esquematicamente um trecho de uma linha de transmissão (LT) com estruturas tubulares (150) dotadas de sete módulos (200,300, n) engastados de acordo com a invenção, possibilitando, conforme a prática de instalações já realizadas, vãos livres inclusive superiores a 1.200 metros, praticamente dispensando a remoção de vegetação (V) sob a linha de transmissão (TT).
[069] Em uma modalidade preferencial da presente invenção, os módulos (200, 300, n) são fabricados em metal, preferencialmente em aço.
[070] Em outra modalidade preferencial da presente invenção, os módulos (200, 300, n) são revestidos com resinas poliméricas ou similares, sendo a resina preferencialmente uma resina à base de polipropileno ou similar.
[071] Em outra modalidade ainda, os módulos (200, 300, n) são protegidos por camada de galvanização (preferencialmente galvanização a fogo).
[072] Em outra modalidade os módulos (200, 300, n) são protegidos por pintura adequada, preferencialmente à base de epóxi.
Considerações finais [073] É evidente que as medidas e relações entre medidas descritas para a presente invenção podem variar de acordo com o dimensionamento da estrutura tubular (150). Exaustivos testes práticos, porém, demonstraram que as referidas dimensões e suas relações são altamente eficientes e eficazes na robustez e segurança e praticidade providas pela estrutura tubular (150). Além disso, a construção da estrutura tubular (150) da presente invenção e
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16/16 as referidas medidas e suas relações, são altamente confiáveis e reproduzíveis.
Conclusão [074] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes da mesma.
Claims (10)
- REIVINDICAÇÕES1. Sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares, dito sistema modular (100) sendo compreendido por um primeiro módulo (200), um segundo módulo (300) e, opcionalmente, um ou mais módulos adicionais (n), caracterizado pelo fato de que cada módulo (200, 300, n) compreende, na região de sua extremidade superior, um flange de fixação anelar (230, 330) e barbatanas de engaste (240, 340) dispostas no interior da extremidade superior a uma distância de barbatana (P240) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros, em que a profundidade de engastamento (P200, P300) corresponde a um valor entre 0,5 e 3, preferencialmente 1,5 vezes a medida do diâmetro (D200, D300) do módulo (200, 300) correspondente.
- 2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as barbatanas de engaste (240, 340) possuem formato preferencialmente poligonal, com uma altura maior (243) medindo entre 65% e 85%, preferencialmente 75% de uma altura total (241), sendo que uma altura menor (242) representa entre 65 e 85%, preferencialmente 77% de uma largura inferior maior (244).
- 3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as barbatanas (240) apresentam um diâmetro superior (D240-A) formado entre as arestas da largura superior menor (245) das barbatanas (240) e de um diâmetro inferior (D240-B) formado entre as arestas da largura inferior maior (244), em que 0 diâmetro inferior (D240-B) representa entre 80 e 90%, preferencialmente 85% do diâmetro superior (D240-A).
- 4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 0 diâmetro superior (D240-A) representa entre 85 e 99%, preferencialmente 97% do diâmetro interno do tubo maior (D200) e 0 diâmetro inferior (D240-B) é entre 0,25 e 1,5%, preferencial mente 0,85% maior do que 0 diâmetro externo do tubo menor (D300-E).Petição 870180129893, de 13/09/2018, pág. 23/352/3
- 5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as barbatanas de engaste (240) são dispostas de modo espaçado e equidistante ao longo do perímetro interno dos módulos (200,300), dispostas paralelamente ao eixo longitudinal dos módulos (200, 300) formando entre si um ângulo (δ), de valor entre 5 e 45°.
- 6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade superior do primeiro módulo (200), as barbatanas de engaste (240) e o flange de fixação anelar (230) formam um mancai que permite que o módulo (300), uma vez engastado e encostado, possa ser girado em relação ao módulo (200).
- 7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada módulo (200, 300) possui um anel de estabilização dimensional inferior (250, 350), fixado em seu interior a uma distância de estabilização (P250, P350) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros.
- 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, em sua extremidade superior, cada módulo (200, 300) pode ser dotado ainda de um anel de estabilização dimensional (260) ou de um anel fixado no interior deste ou rente à extremidade superior ou a uma distância aleatória a ser escolhida entre a extremidade superior e 0 anel de estabilização dimensional (260, 360).
- 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as barbatanas de engaste (240) podem estar dispostas sobre 0 anel de estabilização dimensional (260) fixado no interior da região da extremidade superior de cada módulo (200, 300), a uma distância de estabilização dimensional (P260, P360) que equivale a uma profundidade de engastamento (P200, P300) diminuída de 10 a 100 milímetros, preferencialmente de 50 milímetros.
- 10. Estrutura tubular, caracterizada pelo fato de que compõe um sistema conforme as reivindicações 1 a 9, dedo formada por um módulo (200)Petição 870180129893, de 13/09/2018, pág. 24/353/3 ou por dois módulos (300) ou por vários módulos, terminando em um enésimo módulo (n) superior, terminal ou de topo, formando uma estrutura tubular (150) de vários módulos (200, 300, n).
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