Aspectos que influenciam a escolha do tipo de fundação

Segundo o Eng. Jarbas Milititsky, os fatores que afetam a escolha do tipo de fundação a ser utilizado para uma torre são, em geral, os seguintes.

Imagem retirada do livro Fundações de torres: aerogeradores, linhas de transmissão e telecomunicações. Todos os direitos reservados à Oficina de Textos.

Localização e tipo de torre

A estrutura das torres varia desde aquelas constituídas por elemento único, do tipo poste ou elemento cilíndrico, até aquelas constituídas por vários elementos, como é característico das torres de linhas de transmissão.

Cada tipo pode ter sua transferência de cargas ao solo de forma diferenciada. A questão da localização é importante, especialmente quando a solução adequada é do tipo fundações profundas, em que é necessária a disponibilidade de equipamento e insumos para a confecção das estacas e seu acesso ao local da obra.

Magnitude das cargas

Sob a designação de torres, existem elementos metálicos treliçados, elementos metálicos esbeltos estaiados, elementos de concreto armado ou protendido cilíndricos e elementos metálicos, com alturas entre 20 m e 250 m ou até maiores, com ou sem equipamentos fixos em sua estrutura, resultando em enorme variedade de cargas atuantes.

Condições do subsolo

Como em qualquer fundação, as condições do subsolo são preponderantes na escolha das soluções de fundações, cabendo sempre verificar a possibilidade de execução de fundações diretas, pela facilidade e pelos custos em geral reduzidos.

A ocorrência das camadas resistentes em determinada profundidade vai direcionar a opção de fundação mais adequada. A presença de solos problemáticos superficiais (expansivos ou colapsíveis) ou profundos (cársticos) certamente condiciona as soluções a serem consideradas e adotadas.

Acesso para equipamento

Torres de telecomunicações, muitas vezes projetadas em locais de difícil acesso, têm a condição de acesso como critério fundamental na escolha da solução a ser empregada. Torres de linhas de transmissão elétricas, com frequência localizadas em terrenos e regiões sem o acesso de veículos e equipamentos, têm esse aspecto como condicionante importante.

Custos relativos

Muitas vezes existem soluções alternativas tecnicamente cabíveis de fundações. A comparação entre as opções deve considerar não somente o custo direto das soluções, mas também prazos construtivos e custos associados.

Práticas construtivas locais e disponibilidade de materiais

As práticas construtivas locais são importantes pela experiência dos executantes em solos regionais e pela disponibilidade de equipamentos no mercado. Outra questão fundamental é a disponibilidade de materiais, não somente nos casos de elementos únicos em regiões distantes, mas também nos casos de elementos industrializados (estacas pré-moldadas, perfis metálicos) que necessitem de transporte por longa distância, influindo no custo.

Requisitos de desempenho das torres

Algumas torres têm como condicionante única de projeto a segurança à ruptura, sem nenhuma imposição de máximo deslocamento admissível (tipicamente torres de linhas de transmissão). Outras, entretanto, têm seu desempenho sob carga quanto à rigidez como limitador de soluções ou condicionador de soluções mais rígidas (torres de telecomunicação especiais e aerogeradores).

Durabilidade dos materiais

A questão da vida útil das fundações leva em conta a agressividade do meio e o tempo de utilização da estrutura sendo projetada, considerando as condições de projeto e as especificações dos materiais. Características de consumo mínimo de cimento, valores de fck, recobrimento de armaduras e proteção de soldas e elementos metálicos são aspectos recorrentes quanto à questão da durabilidade das soluções e devem ser adequadamente especificados em cada projeto.

Sustentabilidade

A consideração da sustentabilidade é nova na área de fundações, mas tende a ser cada vez mais presente em especificações, requisitos ambientais e normalização.

A geração de pegadas de carbono (carbon footprint) a ser considerada, com a produção de toneladas de CO2, inclui a construção do equipamento executor da fundação e sua vida útil, o transporte deste para o local da obra, a execução das fundações e a geração de carbono na produção dos materiais das fundações.

Uma publicação do DFI refere-se a um grupo de trabalho estudando a elaboração de uma planilha para calcular a geração de pegadas de carbono na implantação de uma fundação profunda, considerando desde os equipamentos até a produção dos materiais das estacas.

As condições para contribuir para a sustentabilidade seriam as seguintes:

  • reduzir ao máximo o uso de concreto;
  • minimizar prazos construtivos;
  • explorar o potencial de geração de energia.

São listadas a seguir as sugestões para prover melhorias na sustentabilidade na prática de projeto e execução de fundações profundas:

  • investigação geotécnica qualificada;
  • projeto eficiente de estacas considerando os materiais construtivos;
  • seleção do tipo adequado de estacas;
  • gestão eficiente de energia e materiais;
  • uso de materiais sustentáveis;
  • ensaios nas estacas para aumentar a eficiência da solução.

Tudo a ver

Fundações de torres: aerogeradores, linhas de transmissão e telecomunicações apresenta estudos de caso de projetos reais para diferentes condições de subsolo, definição de parâmetros de resistência e de compressibilidade, cálculo e dimensionamento, indicação para investigação do subsolo para cada tipo de torre e informações sobre ensaios comprobatórios.