O cálculo e dimensionamento das torres metálicas para Telecomunicações é afetado diretamente pelas características geográficas e topográficas do seu local de instalação, ocasionando uma significativa variação nos modelos de torres existentes.
Para uma mesma altura e carregamento de antenas de uma torre haverá variação estrutural, e, consequentemente, no peso final de cada estrutura em função da variação dos esforços horizontais provenientes do esforço causado pelo vento.
Desse modo, cada estrutura pode ser caracterizada por dois modos distintos de representação característica de acordo com o seu local de instalação:
1. Através do parâmetro Vk, que considera o conjunto de todos os parâmetros de vento (V0, S1, S2 e S3);
2. Através do parâmetro V0*S1, que considera apenas os parâmetros V0 e S1.
A correta determinação e aplicação dos parâmetros V0*S1 e Vk da NBR 6123 são fundamentais para o projeto seguro e econômico de torres metálicas para telecomunicações. O entendimento técnico destes parâmetros permite aos engenheiros estruturais realizarem análises precisas e tomar decisões fundamentadas durante o processo de projeto.
A utilização do parâmetro V0*S1 ou do Vk completo para definir uma localidade do ponto de vista eólico representa uma abordagem técnica robusta, baseada em critérios normativos consolidados, que contribui significativamente para a segurança e confiabilidade da infraestrutura de telecomunicações brasileira.
O Parâmetro V0 da NBR 6123: Aplicação Técnica em Torres Metálicas para Telecomunicações
A NBR 6123 – “Forças devidas ao vento em edificações” é uma norma técnica fundamental para o dimensionamento estrutural no Brasil, especialmente para estruturas esbeltas como torres metálicas de telecomunicações. Estas estruturas, devido à sua altura, esbeltez e baixo peso próprio, além de sofrerem exposição a ventos de maior intensidade por estarem geralmente instaladas em locais elevados e isolados, são particularmente sensíveis às ações do vento.
O Parâmetro V0: Velocidade Básica do Vento
O parâmetro V0, definido pela NBR 6123, representa a velocidade básica do vento e constitui o ponto de partida para todos os cálculos relacionados às forças eólicas em estruturas. Tecnicamente, V0 é definido como:
“A velocidade de uma rajada de 3 segundos de duração, que ultrapassa em média esse valor uma vez em 50 anos, medida a 10 metros acima do terreno, em campo aberto e plano.”
Para torres de telecomunicações, este parâmetro assume importância crítica, pois:
1. Determina a magnitude base das forças de vento: O dimensionamento inicial parte deste valor;
2. Varia geograficamente: Torres instaladas em diferentes regiões do país estarão sujeitas a diferentes valores de V0;
3. Influencia diretamente o custo da estrutura: Valores mais elevados de V0 exigem estruturas mais robustas e, consequentemente, mais caras.
No Brasil, os valores de V0 são fornecidos através do mapa de isopletas presente na NBR 6123, que divide o território nacional em regiões com diferentes velocidades básicas do vento. Estas velocidades variam tipicamente entre 30 m/s nas regiões Norte e Centro-Oeste até 50 m/s em partes do Sul do país.
O Fator Topográfico S1 e sua Relevância para Torres de Telecomunicações
O fator topográfico S1 é particularmente crítico para torres de telecomunicações, pois estas estruturas são frequentemente instaladas em topos de morros, montanhas ou outras elevações para maximizar a área de cobertura do sinal. Nestes casos, o fator S1 pode amplificar significativamente as forças do vento.
A NBR 6123 estabelece os seguintes valores para S1:
1. Terreno plano ou fracamente acidentado: S1 = 1,0
o Condição de referência, sem alteração da velocidade básica
2. Taludes e morros: Calculados conforme a posição
3. Vales profundos protegidos: S1 = 0,9
o Condição onde há redução da velocidade básica
A Velocidade Característica Vk e V0*S1 e sua Aplicação em Torres de Telecomunicações
A velocidade característica do vento (Vk) representa a velocidade do vento nas proximidades da estrutura, considerando as características específicas do local e da própria torre. Para torres de telecomunicações, esta é determinada pela equação:
Vk = V0 * S1 * S2 * S3
Onde:
• V0: Velocidade básica do vento
• S1: Fator topográfico
• S2: Fator que considera a rugosidade do terreno, dimensões da estrutura e altura sobre o terreno
• S3: Fator estatístico, baseado no grau de segurança requerido e vida útil da estrutura
Para torres de telecomunicações, alguns aspectos específicos devem ser considerados:
1. Fator S2: Varia com a altura da torre, sendo maior nos pontos mais elevados da torre. A NBR 6123 fornece tabelas específicas para determinação de S2 em função da categoria do terreno (I a V) e da classe da edificação (A, B ou C);
2. Fator S3: É um parâmetro estatístico e considera o grau de segurança requerido e a vida útil da estrutura. Para torres de telecomunicações, adota-se S3 = 1,0
O Parâmetro V0*S1
A velocidade do vento (V0*S1) representa a velocidade básica do vento e a influência do relevo do local de instalação. Para torres de telecomunicações, esta é determinada pela equação:
V = V0 * S1
Onde:
• V0: Velocidade básica do vento
• S1: Fator topográfico
Na prática da engenharia de torres de telecomunicações, o parâmetro V0*S1 ou o Vkcompleto são utilizados para:
1. Seleção de projetos padronizados: Fabricantes de torres geralmente possuem projetos padronizados para diferentes faixas de velocidade característica;
2. Zoneamento para implantação de redes: Operadoras de telecomunicações utilizam estes parâmetros para planejar o tipo de torre necessário em cada região;
3. Análise de viabilidade técnico-econômica: Determinação do custo estrutural em função das condições de vento locais;
4. Verificação de torres existentes: Avaliação da capacidade de torres já instaladas para suportar novos equipamentos.
Fabio Sousa
Diretoria Engenharia e Processos
