Este documento clasifica y describe los diferentes tipos de cargas que afectan a las líneas de transmisión eléctrica. Describe cargas permanentes, cargas aleatorias como el viento y el hielo, y cargas excepcionales como la rotura de componentes. También cubre las hipótesis de cálculo para estas cargas, incluyendo la determinación de la velocidad máxima del viento según el nivel de confiabilidad deseado y la rugosidad del terreno. El objetivo es dimensionar adecuadamente las estructuras de la lí
CAP4-TEORIA EVALUACION DE CAUDALES - HIDROGRAMAS.pdf
Tipos de cargas en líneas de transmisión eléctrica
1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA, CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
CÁTEDRA: TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
TRANSMISIÓN
DE
ENERGÍA
ELÉCTRICAS
PRESENTADO POR:
2. NELSÓN VIVAS C.I. 16.777.966, (43).
8vo. semestre ING. ELÉTRICA
TIPOS DE CARGAS
Sobre las estructuras se presentan cargas permanentes, cargas aleatorias, y
cargas excepcionales.
Combinaciones de cargas someten a la estructura a solicitaciones dimensión
antes y finalmente asignan el tamaño de los componentes, y fijan su costo.
Es bueno entonces reflexionar un momento sobre el significado de las cargas,
citamos entonces un texto publicado en 1963 (entre las consideraciones
generales del capítulo del cálculo mecánico de las líneas eléctricas aéreas, del
libro Transmisión y distribución de la energía eléctrica, del profesor Noverino
Faletti), donde dice:
"El cálculo mecánico de las líneas se refiere a los conductores y los soportes, se
entiende que debe proporcionar los postes y tensar los conductores de manera
de dar a la línea suficiente rigidez mecánica, que permita soportar sin
inconvenientes (rotura de conductores, rotura o vuelco de postes, etc) los
eventos más graves que se pueden normalmente verificar."
Una nota pie de página aclara:
"Es obvio que las líneas no se calculan para soportar eventos excepcionales
como ciclones, terremotos, etc."
A la luz de esta afirmación hagamos ahora una clasificación de las cargas que
consideraremos:
CARGAS PERMANENTES
son aquellas que se encuentran presentes en todo momento, y se las encuentra
en cualquier torre (suspensión, retención) o solo en algunos tipos de torres.
3. Las cargas por peso propio se encuentran presentes en todas las torres y son
debidas a:
conductores (y cables de guardia)
aisladores
accesorios
Las cargas permanentes debidas a la tensión mecánica de los conductores en
condiciones normales (sin viento, ni hielo) se presentan solo en algunas torres
(angulares, retención, terminales), en las torres cuya función solo es
suspensión la tensión del conductor a ambos lados se equilibra, la resultante es
nula.
CARGAS ALEATORIAS
que se presentan al azar, son debidas a:
viento
hielo
combinación de viento y hielo
El viento solicita la suspensión transversalmente a la línea con el empuje sobre
los conductores y cables de guardia, aisladores y sobre la misma torre.
En las retenciones además se produce un incremento en el tiro de los
conductores debido a la sobrecarga.
El hielo carga todas las torres con un aumento de la componente vertical, y las
retenciones con el correspondiente aumento de tiro, el hielo puede
desprenderse en algunos vanos, se puede presentar un vano con hielo y otro
sin.
4. Cada condición climática somete a la estructura a un estado de carga, que se
traduce en una hipótesis de carga, interesa determinar las hipótesis de carga
que en alguna forma cargan al máximo los distintos componentes, y que son
dimensión antes para ellos.
Es obvio que por ejemplo la presencia simultánea de viento y hielo debe fijarse
con valores efectivamente compatibles, el viento máximo no está acompañado
por hielo, y el hielo máximo se presenta con vientos bajos.
El riesgo de falla que se fija como admisible para cargas permanentes debe ser
menor que para las cargas aleatorias (es decir la torre debe ser más segura
frente a cargas permanentes).
CARGAS ESPECIALES (o EXCEPCIONALES)
que se presentan durante tiempos breves de la vida de la línea.
Se trata de cargas excepcionales debidas a roturas de distintos componentes,
con distintas condiciones de cargas normales (no aleatorias, no se considera la
simultaneidad de eventos independientes).
La rotura de la cadena de aisladores es un evento de este tipo, se produce una
carga dinámica por la caída, y se somete a las crucetas laterales (y las torres) a
una sobrecarga dinámica y luego estática.
Esta sobrecarga se evalúa en el doble del peso del conductor, aunque se puede
intentar una mejor evaluación.
Otra carga de este tipo es la rotura del conductor, o cable de guardia, falla que
dependiendo de donde se produce solicita las suspensiones o retenciones.
Las retenciones deben ser aptas para soportar este evento, sobrecarga, sin
sufrir consecuencia alguna.
Las suspensiones en cambio pueden no soportar esta situación, puede haber
morsas de deslizamiento controlado, con lo que se reduce el tiro unilateral del
5. conductor, también la declinación de la cadena reduce parcialmente el tiro del
conductor roto.
Recordemos que se considera el tiro que corresponde a carga normal, sin
sobrecargas aleatorias.
Cuando la fase está constituida por un haz de conductores también puede
ocurrir la rotura del haz (el choque de un avión, por ejemplo), y en este caso
deben aceptarse daños a la torre, quizás el colapso.
El colapso de una torre puede ocurrir debido a un tornado, choque de un
vehículo, y la consecuencia es la sobrecarga de las torres contiguas, debiendo
aceptarse en ellas deformaciones permanentes, aunque no el colapso.
Si el problema se presenta en una suspensión, generalmente las otras
suspensiones no colapsan, aumentan sus deformaciones, pero no se presentan
mayores daños.
Si el problema es en una retención (angular es el caso peor) las suspensiones
contiguas asumen los tiros, y cumplen la función de retención, lo que puede
conducir a otro colapso (en cascada) y este será absorbido por la caída y
arrastre de los conductores deteniéndose.
Es importante que el ángulo de desvío no sea excesivo para limitar el eventual
colapso de muchas estructuras de suspensión, para moderar el ángulo de
desvío, cuando se presentan ángulos pronunciados en la traza, estos deberán
ser absorbidos por varias torres de pequeño ángulo, contrariamente a lo que
podría creerse esto no encarece la obra.
El colapso de la terminal es en cambio catastrófico, ya que producirá la caída en
cascada de varias suspensiones, vale aclarar que fallas en cascada solo son
admisibles en las inmediaciones del punto de catástrofe (dos o tres
estructuras).
6. Un evento extraordinario, de extrema gravedad es el tornado, ocurre en zonas
que presentan antecedentes, los esfuerzos que origina son de índole variada,
impactos, succión, arranque (debidos a esfuerzos verticales hacia arriba sobre
los conductores) y que no deben ser tenidos en cuenta como hipótesis de
cálculo sobre la torre, su consecuencia es el colapso de la torre afectada y el
efecto sobre las contiguas.
Durante la construcción y el mantenimiento se presentan cargas que no deben
ser olvidadas en el dimensionamiento y verificación de las torres.
Es necesario tener especial cuidado con los trabajos de construcción y
mantenimiento pues la falla de un elemento puede provocar consecuencias a
las personas.
Para no encarecer las obras es indispensable estudiar cuidadosamente los
métodos de construcción y mantenimiento descartando los que conducen a
situaciones riesgosas.
Los vientos tolerables durante la construcción y mantenimiento deben tener
efectos despreciables sobre las estructuras.
Las condiciones de montaje imponen cargas a las estructuras de la línea que
ocurren una única vez en su vida, estas condiciones excepcionales no pueden
ser dimensionantes, deben entonces tomarse precauciones para que así ocurra,
y mantener la seguridad de manera que los esfuerzos sean soportados.
Por ejemplo, es aceptable y conveniente arriendar las estructuras durante las
operaciones de montaje y mantenimiento a fin de garantizar su resistencia sin
riesgo.
Durante el tendido de los cables se pueden exceder las tensiones previstas para
la regulación (enganches de empalmes en las poleas, máquina de frenado con
funcionamiento irregular), las tensiones se deben fijar a la temperatura mínima
a la que el conductor se puede tender, considerando cierto incremento por
excesos eventuales (1.5 a 2 veces).
7. Cuando se tienden cables con elevados desniveles, el incremento de tiro crea
esfuerzos verticales importantes.
Sobre soportes de anclaje provisorios se presentan esfuerzos longitudinales de
las tensiones de regulación que deben compensarse (o preverse).
Sobre los soportes de suspensión, mientras los conductores están deslizando
por las roldanas se presentan esfuerzos función del peso del conductor y de la
diferencia de altura entre vanos adyacentes, que deben ser considerados.
Durante el mantenimiento al bajar un conductor de la estructura, aumentan las
cargas en los soportes adyacentes, por otra parte, la modalidad de trabajo que
se use para bajarlo puede acarrear esfuerzos (duplicación) innecesarios sobre la
estructura (si no se ubican adecuadamente las roldanas).
Por ultimo el montador, subido a la estructura la somete a la carga de su peso
(1500 Newton), que en consecuencia debe ser prevista.
El transporte de ciertas estructuras, y su erección las somete a estados de
carga que deben ser también considerados en su diseño.
LAS HIPOTESIS DE CALCULO
Las hipótesis de cálculo deben ser cuidadosamente estudiadas porque afectan
directamente al costo de la línea (y a la posibilidad de construirla).
En el pasado ciertas normas (VDE 0210) se ocuparon rígidamente de establecer
hipótesis que conducen a premiar ciertas soluciones constructivas en desmedro
de otras.
Recientemente las normas IEC han tratado con criterio más amplio el tema
dándole al proyectista la responsabilidad que le compete, y que no puede
soslayar.
8. La norma IEC reconoce que siempre existe la posibilidad (el riesgo) de que
sean excedidas las cargas adoptadas, y esta situación puede ocurrir sin
importar cuan grande sea el coeficiente de seguridad adoptado.
DETERMINACION DE CARGAS QUE AFECTAN A LA LINEA
Las cargas que afectan a las líneas pueden ser clasificadas de la siguiente
manera:
a) cargas climáticas
b) cargas de limitación de fallas (efecto cascada)
c) cargas de construcción y mantenimiento.
CARGAS CLIMATICAS DEBIDAS AL VIENTO
El viento ejerce una presión sobre los objetos que embiste, que depende del
cuadrado de su velocidad, pero esta a su vez está ligada a la presencia de los
otros obstáculos que puede haber en la zona, y que constituyen lo que
llamamos la rugosidad del terreno circundante al punto en estudio.
La acción del viento depende de la rugosidad del terreno, cuanto más rugoso es
este, mas frenado y turbulento será el viento. La rugosidad entonces interviene
para determinar la velocidad que afecta a la línea y para determinar el factor de
ráfaga.
Tabla 51 - Descripción de la rugosidad del terreno
Rugosidad Característica del terreno que atraviesa la línea
A grandes extensiones de agua en la dirección del viento,
costas, llanuras, desiertos
B terrenos abiertos con muy pocos obstáculos, llanos
continuos, cultivados y pocos árboles y edificios
9. C terrenos con numerosos obstáculos pequeños, árboles
edificios, etc.
D regiones suburbanas o terrenos con numerosos árboles
grandes
La velocidad del viento (V) es la velocidad media del viento medida en un
periodo de 10 minutos, a un nivel de 10 m sobre el terreno de rugosidad tipo B.
La velocidad máxima del viento (Vm) es la máxima velocidad del viento medida
en un año.
Se fijan dos hipótesis de carga debidas al viento:
Hipótesis de viento máximo
Hipótesis de viento reducido asociado a una mínima temperatura
Esta última hipótesis no es crítica para los soportes de suspensión pero puede
serlo para las estructuras de ángulo, o de retención, en particular cuando se
trata de vanos cortos.
HIPOTESIS DE VIENTO MAXIMO
La elección del viento máximo (Vm) depende del nivel de confiabilidad que se
adopta en las líneas, se pretende que durante cierto periodo no se presenten
cargas mayores en la línea desde el punto de vista probabilístico, se hace una
especie de apuesta a que no ocurrirá el evento indeseado.
Tabla 52 - periodo de retorno de las cargas de cálculo en años
nivel de
confiabilidad
T
periodo
I 50
10. II 150
III 500
Todas las líneas deben satisfacer el nivel de confiabilidad I.
El nivel II se adopta para tensiones iguales o superiores a 220 kV, o líneas de
tensión inferior cuando esta sea la única o la principal en el sistema.
El nivel III se aplica a líneas con tensiones superiores a 220 kV que representan
la principal o única fuente de alimentación con relación a una carga particular.
Hagamos un ejemplo, supongamos una gran central hidroeléctrica que se une a
la red existente, la primera terna de 500 kV que se realiza debe ser de nivel III,
ya que es la única fuente de alimentación, la segunda de nivel II, ya que es
mas de 220 kV pero no única, pero si se realizaran ambas ternas al mismo
tiempo podrían ser ambas de nivel II.
Otro ejemplo, una carga importante esta unida a dos puntos de una red de 132
kV, mediante lineas de simple terna, que en su tramo final se han unificado en
doble terna. El tramo doble terna unico en el sistema debe ser de nivel II,
mientras que los tramos de simple terna pueden ser de nivel I.
La velocidad máxima Vmax se determina a partir de la velocidad media de las
velocidades máximas anuales Vm(anual) y la desviación estándar sigmaVm de
la distribución estadística de estas velocidades.
Tabla 53 - Relación Velocidad en función de la confiabilidad y el desvío
estándar
nivel de
confiabilidad
Vmax/Vm(anual)
I 1.30 1.41 1.52
II 1.41 1.55 1.70
11. III 1.51 1.70 1.87
sigmaVm/Vm(anual) 0.12 0.16 0.20
La velocidad de referencia de viento para el calculo VR es la que afecta a la
línea en el lugar de emplazamiento.
VR = kR Vmax
kR: coeficiente de rugosidad del terreno; Vmax: Velocidad máxima anual del
viento
Tabla 54 - Factor para obtener la velocidad de referencia
Rugosidad A B C D
kR 1.08 1 0.85 0.67
Temperatura coincidente: Generalmente la velocidad del viento antes definida
se produce a una temperatura del aire igual a la media de las temperaturas
mínimas diarias, cuando no se tienen datos puede tomarse una temperatura
coincidente igual a la temperatura mínima más 15 grados Centígrados.
HIPOTESIS DE TEMPERATURA MINIMA CON VIENTO REDUCIDO
Se recomienda adoptar una temperatura mínima igual a la mínima anual con
una probabilidad de aparición del 2 %, o de retorno de 50 años.
La velocidad de viento reducida, en ausencia de datos concretos se toma igual
al 60 % de la velocidad de referencia.
Vr = 0.6 VR
ACCION DEL VIENTO SOBRE ELEMENTOS COMPONENTES
12. El valor característico de la acción (presión) del viento que sopla
horizontalmente y perpendicular a cualquier elemento de una línea
(conductores, aisladores, soportes, etc.) está dado por la expresión:
a = q0 Cx G
donde q0: presión dinámica de referencia en N/m2; Cx: coeficiente que
depende de la forma del elemento considerado; G: factor de viento combinado
que tiene en cuenta la turbulencia del viento, que es función de la respuesta
dinámica del elemento considerado, depende de la altura del elemento respecto
al suelo
q0 = (1/2) mu VR^2
mu: masa volumétrica del aire (1.225 kg/m3 a 15 grados C y una presión de
1013 mbar); VR: velocidad en m/s.
Estas fórmulas generales se particularizan para cada uno de los componentes
que se consideren, lo que a continuación se hace:
Viento sobre los conductores: La carga Ac debida a este efecto en el vano de
longitud L aplicada a cada punto de anclaje es:
Ac = q0 Cxc Gc d (L/2) (sen(omega)) ^2
Cxc: coeficiente aerodinámico del conductor (igual a 1); Gc: factor de viento
combinado que tiene en cuenta la turbulencia del viento y la respuesta
dinámica del conductor, la altura, la rugosidad (ver fig., 3 a 6) y el vano; d:
diámetro del conductor; L: longitud del vano; omega: ángulo que forma la
dirección del viento con la línea.
Viento sobre los aisladores
Ai = q0 Cxi Gi Si
13. Cxi: coeficiente aerodinámico (igual a 1.2); Gi: factor de viento combinado que
relaciona la rugosidad del terreno y, la altura del centro de gravedad de la
cadena respecto del suelo (ver fig., 8); Si: área de la cadena de aisladores.
Viento sobre los soportes, si estos son de sección rectangular realizados en
reticulado se aplica la siguiente:
At = q0 (1 + 0.2 (sen(2 teta))^2) (ST1 CxT1 (cos(teta))^2 + ST2
CxT2 (sen(teta))^2) GL
teta: ángulo de incidencia del viento en el plano horizontal con relación a la
cara 1 del tramo de torre considerada; CxT1 CxT2: coeficientes aerodinámicos
propios de las caras 1 y 2; ST1 y ST2 superficies totales proyectadas
normalmente a la cara de las barras de la cara
Viento sobre soporte constituido por tramos de elementos cilíndricos de
diámetros mayores de 20 cm
Atc = q0 CxTc GT dc I (sen(teta)) ^3
teta: ángulo entre la dirección del viento y el eje del cilindro; dc: diámetro del
elemento; I: longitud del elemento; GT: factor de viento combinado y; CxTc:
coeficientes aerodinámicos para viento perpendicular al eje del cilindro.
El coeficiente aerodinámico depende del número de Reynolds, de la turbulencia
del viento y de la rugosidad del cilindro.
Para simplificar se considera el caso más desfavorable de un cilindro rugoso el
valor de CxTc está dado en la figura 12 en función del número de Reynolds.
Re = dt * RAIZ(2 q0 GT / mu) / nu
mu: masa volumétrica del aire; nu: viscosidad volumétrica del aire (1.45 10^-5
m2/s a 15 grados C)
CARGAS DE LIMITACION DE FALLAS (EFECTO CASCADA)
14. Los dos estados que se consideran son en condiciones límite de aplicación sin
viento ni hielo para la verificación de la resistencia de todas las estructuras de
la línea: ruptura de una fase o cable de guarda
cargas longitudinales
Ruptura de una fase o de un cable de guarda: se aplicará a cada punto de
anclaje de una fase o cable de guarda, esta carga tiene residual resultante de la
rotura de toda una fase o de un cable de guarda en un vano adyacente.
Ruptura del conductor
Se debe considerar todo dispositivo que atenúe el efecto dinámico de la rotura
del conductor (morsas deslizantes, arrastre de los conductores, inclinación de
las cadenas, etc.) la carga estática residual se fija en:
T = 0.85 Tmax
Ruptura del cable de guarda
En este caso se consideran efectos de reducción (salvo lógicamente inclinación
de la cadena, ya que no existe).
Cargas longitudinales: deben ser aplicadas a todos los puntos del anclaje, se
presentan en forma simultanea esfuerzos disimétricos resultantes de considerar
en un lado de la torre una tensión mecánica de los cables aumentada.
El incremento de carga se calcula suponiendo un aumento en el peso del
conductor y determinando el incremento de tensión.
Esta situación podría darse por ejemplo con la línea con sobrecarga de hielo en
un vano y sin sobrecarga en el contiguo.
ESQUEMAS RESUMEN
15. Las figuras muestran un resumen de las hipótesis de cargas consideradas para
un soporte dado
Hipótesis de viento elevado
Hipótesis de baja temperatura y viento asociado
Corte de un conductor
Corte de cable de guarda
Hipótesis de cargas longitudinales
DISTRIBUCION ESTADISTICA DE LAS CARGAS DE VIENTO
Del análisis de datos meteorológicos se demuestra que las distribuciones de
velocidades máximas anuales pueden ser representadas en forma bastante
exacta utilizando la ley de distribución de valores extremos de Fisher Tippet o
de Gumbel tipo I
P(x) = EXP(-EXP(-a(x u))) [1]
dónde: a = C1 / sigma, y: u = x(medio) C2 / a
Las constantes C1 y C2 varían en función al número de años de observación:
Tabla 55 - número de años de observación
número de
años
C1 C2 C2/C1
10 0.9497 0.4952 0.5214
15 1.0206 0.5128 0.5024
20 1.0628 0.5236 0.4927
25 1.0915 0.5309 0.4864
16. 30 1.1124 0.5362 0.4820
40 1.1413 0.5436 0.4763
50 1.1607 0.5485 0.4726
infinito 1.2826 0.5772 0.4500
La forma general de la ecuación es entonces:
P(x) = EXP(-EXP((C1/sigma) * (x - xm + sigma C2 / C1))) (2)
el periodo de retorno T de un valor x está dado por:
T = 1 / (1 - P(x)) (3)
de las ecuaciones (2) y (3) surge:
x = xm - sigma C2 / C1 + (sigma / C1) * (-ln(-ln(1 - 1/T)))
Dónde: sigma: desviación estándar; xm: valor medio; n: número de años; T:
periodo de retorno.
VELOCIDAD DE REFERENCIA METEOROLOGICA DEL VIENTO
En general las estaciones donde se mide velocidad del viento se encuentran en
terrenos cuya rugosidad se califica como B.
Si suponemos que la velocidad meteorológica sea registrada a 10 m del suelo,
en terreno de categoría X y sea un valor medio en el tiempo de t segundos,
entonces la velocidad es Vx,t.
De las curvas de la figura E se puede extraer para cada rugosidad de terreno la
relación Vx,t/Vx10min.
Conocido Vx10m se encuentra la velocidad V con la siguiente relación:
V = Vx10min * kj
17. Tabla 56 - Valores del coeficiente kj en función de la rugosidad
Rugosidad A B C D
kj 0.92 1 1.17 1.49
Si asimismo la altura a la que fue medido el viento es demasiado distinta a 10
m se la corrige con la siguiente expresión:
Vz = V10 (z / 10) ^alfa
Tabla 57 - Valores del coeficiente alfa en función de la rugosidad
Rugosidad A B C D
Alfa 0.10 a
0.12
0.16 0.22 0.28
EVENTOS EXCEPCIONALES - TORNADOS
¿Debe una línea soportar un tornado? Retomemos la frase del profesor
Noverino Faletti, que hace muchos años dijera en su libro: "El cálculo mecánico
de las líneas se refiere a los conductores y los soportes, se entiende que debe
proporcionar los postes y tensar los conductores de manera de dar a la línea
suficiente rigidez mecánica, que permita soportar sin inconvenientes (rotura de
conductores, rotura o vuelco de postes, etc.) los eventos más graves que se
pueden normalmente verificar." Y en nota pie de página aclara: "Es obvio que
las líneas no se calculan para soportar eventos excepcionales como ciclones,
terremotos, etc."
La determinación de la frecuencia con que se presentan tornados, y/o
condiciones meteorológicas en las que su probabilidad de ocurrencia es
elevada, son el dato básico que nos permitirá aclarar si estos eventos son
excepcionales.
18. Reunir datos climáticos es una tarea que lleva tiempo, y no depende de un
proyecto específico, es una tarea que puede y debe ser compartida por todos
los interesados, si cada proyecto encara este trabajo por separado a la larga se
habrá gastado más en manipuleo de estos datos, y cada conjunto de datos será
menos noble que lo que se podría haber logrado colectivamente.
Es de esperar que se redescubra la importancia de estos conceptos.
Volviendo al tema de nuestro interés de debe determinar el riesgo de tornados,
su distribución de frecuencia en determinadas épocas del año, y en
determinados horarios.
No habiendo datos específicos se recurre a información del servicio
meteorológico, complementado con otros datos que pudieran obtenerse,
relevamientos en la zona, consultas a pobladores.
Otro tema es calificación de la previsión de ocurrencia de tornados, basada en
estadísticas de acierto del pronóstico.
Lo que en rigor interesa es la correlación entre condiciones de tornado que se
han presentado y consecuencias en el sistema existente, o futuro, que son
realizables sobre fallas ocurridas en el sistema, combinadas con las condiciones
meteorológicas.
La aparición de un tornado puede significar la falla brusca del sistema de
transmisión debido a la perdida de una línea (o más si están próximas). La
reparación de los efectos del tornado puede tomar varios días, según los
destrozos ocurridos, la consecuencia podría ser falta de energía o restricciones
al consumo durante un lapso.
No hay duda de que estas situaciones afectan el proyecto de la línea, si la
probabilidad de tornado es del mismo orden que el impacto de un avión en la
línea el evento se califica de excepcional, se acepta el riesgo sin
sobredimensionamientos.
19. Cuando la probabilidad es mayor, se comienza a buscar mayor seguridad, en la
esperanza de soportar el evento sin destrucción de torres... la línea se
encarece, quizás dos líneas (con recorridos separados para que un mismo
tornado no afecte ambas) sea una solución más segura, mientras los sistemas
son poco mallados la capacidad del sistema de soportar estos eventos es baja.
El pretender soportar condiciones de tornado encarece la línea en toda su
extensión, pero esto se aprovecha en un solo punto, quizás las líneas deben ser
fácilmente reconstruirlos, en lugar de infinitamente resistentes a estos
eventos...
La presencia de un tornado que ataca una línea corresponde a una elevada
probabilidad de falla (permanente) por lo que si la línea es importante
(transmisión) seguramente será afectada la capacidad de transmisión del
sistema, parece lógico fijar restricciones correspondientes al riesgo de tornados,
pero estas restricciones solo debe aparecer frente al riesgo real, de otro modo
el daño económico constante será excesivo comparado con el efecto de la
perdida de la línea.
Pensemos en un área hidráulica con energía de mínimo costo, unida a un gran
consumo a través de una línea, el riesgo tornadico en la línea puede tentar a
que se genere energía térmica en el consumo para limitar el colapso del
sistema en caso de tornado que produzca efectos en la línea.
Puede tratar de evaluarse estos efectos con un modelo de simulación que
incluya: (1) generación de un pronóstico meteorológico, (2) generación de una
situación de transmisión, potencia transmitida, ligada al horario y al pronóstico,
(3) generación de la situación de acierto del pronóstico, ocurrencia del tornado,
(4) generación de fallas en las líneas debidas al tornado, (5) evaluación de las
consecuencias del evento.
La prueba de este modelo puede hacerse con los datos históricos disponibles,
observándose la sensibilidad del mismo a variaciones de los parámetros.
Seguidamente pueden hacerse simulaciones que permitan evaluar con distintos
20. grados de probabilidad de acierto del pronóstico los beneficios económicos que
corresponden, y/o las pérdidas de suministro posibles.
Estos temas no aceptan soluciones intuitivas, solo un profundo estudio, y
comparación de varias soluciones posibles puede orientar a una decisión
correcta y económica que no afecte desfavorablemente la sociedad que ya no
es capaz de vivir sin energía eléctrica.
CONCEPTOS DE DIMENSIONAMIENTO
El dimensionamiento de una estructura se realiza conceptualmente encontrando
la máxima carga que se presenta en cada componente, si esta carga se puede
presentar más de una vez durante el uso de la estructura, entonces es
importante no superar los límites elásticos, o aceptar deformaciones plásticas
mínimas (muy reducidas).
Al llegar al límite un componente, pueden presentarse dos situaciones:
el componente colapsa (se rompe) pero la carga se reparte entre los
otros componentes, que absorben la sobrecarga que esta situación
implica.
el componente colapsa (se rompe) y la carga no se transfiere a los otros
componentes, la estructura entonces colapsa.
El criterio con que se puede plantear un proyecto está muy ligado a la función
de la estructura y a las sobrecargas esperadas.
Cuando las cargas son aleatorias el buen diseño requiere, resistencia a las
sobrecargas iniciales hasta las máximas, cuya probabilidad de ocurrencia es
muy elevada. Luego se ingresa a una zona donde se acepta la rotura de
componentes, a lo que seguirá una posterior reparación.
Frente a solicitaciones enormes, para las cuales no tiene sentido el
dimensionamiento se acepta el criterio de colapso de la estructura.
21. Otra forma de plantear la resistencia de la estructura es con elementos que
rompan a determinada carga, llamados por analogía eléctrica fusibles
(mecánicos).
la estructura con un componente que colapsa y en consecuencia recarga
el resto, es un diseño aceptable.
La pregunta es: ¿cuál elemento debe colapsar? Varios elementos se
encuentran en serie, hay elementos importantes y elementos accesorios,
el elemento que se rompe debe ser el importante, el accesorio no debe
romperse (ester criterio no coincide con el fusible eléctrico – pero
considerese que la rotura siempre es en un punto).
INTRODUCCION AL CALCULO MECANICO DE LINEAS
Comentarios de normas y reglamentos
Históricamente los reglamentos de proyecto y construcción de líneas de los
distintos países fueron concebidos como:
serie de datos bien determinados para el calculo de cargas en las líneas.
solicitaciones admisibles en los componentes con un conveniente coeficiente de
seguridad.
El intento de compatibilizar normas de distintos países puede orientar hacia
generar una envolvente de distintas normas.
El camino racional adoptado para generar la norma internacional IEC fue:
determinación de condiciones de carga a partir del conocimiento estadístico de
los datos meteorológicos (viento, nieve).
Del conocimiento del comportamiento de las líneas.
Del conocimiento estadístico de la resistencia de materiales
22. A partir de esta norma las normas nacionales deberán diferir solo por las
condiciones locales.
Queda separada la responsabilidad técnica cubierta por las normas, y la política
de nivel de seguridad.
La norma concebida para uso universal, evitando la transferencia de normas de
distintos países basadas en experiencias especificas no transferibles.
Referencia única para intercambio de precios, experiencias de proyecto, y
constructivas, imposible de lograr si basadas en normas distintas.
Carga aleatoria (viento, hielo) la rotura ocurre con un valor elevado de carga
externa. Magnitud meteorológica máxima anual. Valor de referencia de la
carga, periodo de retorno.
Carga permanente (escasamente variable) peso y tiro descargado.
Carga especial - construcción, mantenimiento - consecuencia de una rotura.
Resistencia de materiales sigma = 3 - 10 %
Resistencia estadística garantizada 90 %
Clases de seguridad
50 años (1 / 100).
150 años (10^-2.5)
500 años (1 / 1000)
Cargas ultimas o criticas
Viento
viento 10 minutos a 10 metros, medido con anemómetro
23. características del terreno - rugosidad
hipótesis de viento máximo
viento reducido al 66 % y temperatura disturbio
Hielo
tipo de hielo
influencia del terreno
observación - hielo con y sin viento
hielo sin viento - conductor diámetro 30 mm a 10 m del suelo, máxima
sobrecarga de hielo
Esquemas de carga
carga uniforme en todos los vanos
carga no uniforme - flexión longitudinal
carga no uniforme - torsión
Viento y hielo
La combinación de cargas de viento y hielo tiene en cuenta factores que ligan
recíprocamente ambos fenómenos. La formación de hielo depende da la
velocidad del viento. El empuje del viento esta ligado a las formas y
dimensiones del manguito de hielo.
Factores
velocidad del viento (simultaneo al hielo)
peso del manguito
24. forma del manguito
Cada factor tiene características aleatorias, se descarta la hipótesis de que los
tres factores presenten su valor extremo simultáneamente, y se acepta que uno
de ellos sea extremo (baja probabilidad) y los otros dos en cambio tengan un
valor medio (alta probabilidad). La tabla siguiente muestra los periodos de
retorno correspondientes.
Alta
probabilidad
7 10 15
Baja
probabilidad
50 150 500
Clase 1 2 3
Cargas especiales
Cargas de operaciones de construcción y mantenimiento de la línea
cargas de montaje.
Tensado
Mantenimiento
Cargas consecuentes de la rotura de un conductor, tienen el objeto de prevenir
la propagación de la falla si se hubiera producido
rotura de una fase en un vano adyacente (se inclina la cadena de aisladores).
Aplicación de sobrecarga convencional (peso del conductor) de un lado del
poste.
Estas cargas asumen importancia en áreas en que se presenta formación de
hielo. Son el medio de asegurar la resistencia longitudinal.
25. Ensayos de soporte se hacen con escalones de 50, 75, 90, 95 y 100 % de la
carga de rotura garantizada.
Métodos de calculo
Bases estadísticas
R > S
El método del coeficiente de seguridad R = k * S
Relación entre valores medios k > 1 a igualdad de k si las dispersiones son
distintas, la probabilidad de rotura es distinta.
Indice de seguridad
R - S > delta margen de seguridad
(R - S) medio = R medio - S medio y sigma = raíz(sigmaR^2 - signaS^2)
1 / beta = raíz(sigmaR^2 - signaS^2) / (R medio - S medio)
R = S + beta * raíz(sigmaR^2 - signaS^2)
No tiene en cuenta la forma de la distribución.
Método del riesgo de falla
Riesgo = integral de 0 a infinito (Fs(x) distribución de cargas * fr(x) densidad
de probabilidad * dx)
Viento
VH / V10 = (H / 10)^alfa
F = k * G * S * V^2
26. V = Vmedio + v(t)
Fmax = F + 1.65 * sigma(F)
G factor de ráfaga
Cargas
Factor de utilización
Carga ultima LT
Factor de resistencia
Resistencia
Dos estados limites
daño pero transmite energía con confianza reducida
Densidad de obras
ocupación del espacio
línea compacta
distancia de aislacion en aire
distancias superficiales
disposición de conductores
topologías estructurales
ménsula aislante
Ancho de servidumbre
disposición E
27. ménsulas aislantes, no hay oscilación
reducción vana, flecha floja
impacto visual
ancho de cabeza
distancia conductores estructura
distancia conductores
vano, altura, movimiento del conductor
faja de servidumbre
estética
costos
reducción del vano
cabezal fijo
Distancias tensión masa
26 km/h impulso d >= 0.006 U
130 km/h a 50 Hz 0.0019 U
Sismo
Estructura liviana con fuerzas horizontales importantes
Acción sísmica - fuerzas horizontales proporcionales a la masa de las
estructuras
ADOPCION DE NORMAS
28. Frente al vacío de no tener una norma, frecuentemente en nuestro medio se ha
adoptado la norma VDE para el cálculo de líneas aéreas, y ello ha hecho
escuela.
Al tomar una norma de un país para utilizarla en otro se deben hacer algunas
reflexiones a fin de no cometer el peor de los errores humanos, el error
racional, en este caso justificado en que se está aplicando una norma...
Alemania es un país de menor extensión que el nuestro, es en su mayor parte
un país de llanura, la variedad de condiciones climáticas que afectan a sus
líneas es limitada, por otra parte, sus líneas ya están construidas (no hay
importante cantidad de agregados anuales) por lo que no es necesario que sus
normas actuales tiendan a diseños especialmente económicos.
Veamos ahora algunos aspectos de la norma alemana VDE 0210, que
corresponde a líneas eléctricas exteriores de más de 1 kV, la norma hace una
clasificación de los soportes por su función:
(S) suspensión.
(SA) suspensión angular y (A) angulares.
(R) retención y (RA) retención angular.
(T) terminales.
postes especiales (que cumplen más funciones).
postes arriendados.
Las hipótesis de carga para el cálculo son:
con cargas normales.
con cargas excepcionales.
CLASIFICACION DE CARGAS
29. Para la norma VDE, las cargas se clasifican en:
- cargas verticales, permanentes: peso propio de postes, aisladores,
conductores (vano gravante), tiros verticales (cuando hay desniveles).
- cargas verticales, adicionales normales: que representan el depósito de hielo,
sobre conductores.
carga adicional normal, por ejemplo, con un conductor de diámetro 30 mm
(sección del orden de 600 mm2), la carga es 8 N/m, 0.800 kg/m y sobre
cadenas de aisladores, 50 Newton/m. Es claro que la carga adicional no
corresponde en las zonas en las que el depósito de hielo no puede formarse, la
norma, escrita para un país frío no hace esta observación, que por otra parte es
obvia.
Sobre los postes no se considera carga adicional alguna.
- cargas verticales, adicionales incrementadas con un múltiplo de la carga
adicional normal.
- cargas de montaje: en las ménsulas de las suspensiones se considera 1500 N,
en los otros postes 3000, sobre barras transitables de la estructura 1500, estas
cargas representan el peso de montadores.
- cargas horizontales, del viento, para una velocidad dada de viento, en rigor
una presión dinámica
- cargas horizontales, tiro del conductor, en condiciones climáticas
correspondientes.
HIPOTESIS DE CARGA DE POSTES
Las hipótesis de carga que fija la norma VDE son para el fuste de los postes (6
hipótesis MN normales, y 2 MA excepcionales), y para travesaños y soportes del
cable de guarda (3 hipótesis QN normales, y 3 QA excepcionales).
30. - MN1 condición de hielo y viento
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas adicionales, carga del
viento en dirección del eje del travesaño sobre poste y accesorios.
En postes (SA), (A), (R), (RA), tiro de los conductores para cargas adicionales
En postes (T), tiro unilateral de todos los conductores con carga adicional
- MN2 condición de viento máximo normal
En postes (S), (SA), (A), (R), (RA): cargas permanentes, carga del viento en
dirección del eje del travesaño sobre poste, accesorios y el conductor.
En postes (SA), (A), (R), (RA), tiro de los conductores para +5 grados C y carga
de viento (máximo)
No se aplica a postes (T).
- MN3 condición de viento máximo longitudinal
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, carga del viento en dirección
perpendicular al eje del travesaño sobre poste y accesorios.
En postes (SA), (A), carga del viento en dirección perpendicular al eje del
travesaño sobre conductores.
En postes (SA), (A), (T), tiro de los conductores para +5 grados C y carga de
viento (máximo)
En postes (R), (RA), (T), cargas adicionales
En postes (R), (RA), 2/3 tiro unilateral máximo de los conductores para cargas
adicionales
- MN4 condición de viento máximo en diagonal
31. En todos los tipos de postes: cargas permanentes, carga del viento oblicuo
sobre poste (se incrementa en 10% el coeficiente aerodinámico), accesorios y
conductor (se toma el 80% de la carga del viento sobre el conductor en el eje
del travesaño), .
En postes (SA), (A), (R), (RA), (T), tiro de los conductores para +5 grados C y
carga de viento
- MN5 condición de viento y hielo
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas adicionales, carga del
viento en dirección del eje del travesaño sobre poste, accesorios y conductor (la
carga de viento corresponde a conductor con hielo, se toma 50% de la carga
del viento máximo).
Para postes S de altura del punto de suspensión menor de 15 m no se
considera la carga de viento sobre el conductor con hielo
En postes (SA), (A), (R), (RA), (T), tiro de los conductores para carga adicional
y viento
- MA condiciones excepcionales
Corresponde a una disminución del tiro de conductores originada en flexión o
torsión (no se aplica a postes simples, dobles o en forma de A de madera)
Hasta dos ternas se reduce el tiro de un conductor, con mas ternas la mitad del
tiro por cada dos ternas
- MA1 un conductor roto
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas adicionales.
Para postes (S), (SA), tiros del conductor para carga adicional, debe ser
reducido en 50% si se trata de conductor simple, para haces de conductores
32. 35% con cadena de aisladores de 2.5 m, y 25% para mas de 2.5 m, cables de
guardia 65%.
Con dispositivos especiales (grapas deslizables, travesaños móviles, tensores,
etc.) se reduce la carga de torsión, esta condición debe tenerse en cuenta.
Para postes (A), (R), (RA), (T), el tiro de un conductor debe ser reducido
(unilateralmente) en 100%.
- MA2 torre lateral caída
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas adicionales.
Para postes (S), (SA), tiros de todos los conductores debe ser reducido en 20%
con cadena de aisladores de 2.5 m, y 15% para mas de 2.5 m, cables de
guardia 40%.
Para postes (A), (R), (RA), (T), el tiro de todos los conductores debe ser
reducido en 40%.
HIPOTESIS DE CARGA DE TRAVESAÑOS
- QN1 condición de hielo y viento
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas adicionales, carga del
viento en dirección del eje del travesaño sobre travesaño y accesorios y el
conductor con cargas adicionales
En postes (SA), (A), (R), (RA), (T), tiro de los conductores con carga adicional
- QN2 condición de viento máximo normal
En postes (S), (SA), (A), (R), (RA): cargas permanentes, carga del viento en
dirección del eje del travesaño sobre travesaño, accesorios y el conductor.
En postes (SA), (A), (R), (RA), tiro de los conductores para +5 grados C y carga
de viento (máximo)
33. No se aplica a postes (T).
- QN3 condición de viento máximo longitudinal
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, carga del viento en dirección
perpendicular al eje del travesaño sobre travesaño y accesorios. y cargas
adicionales
En postes (SA), (A), tiro de los conductores para +5 grados C y carga de viento
(máximo)
En postes (R), (RA), tiro unilateral máximo de un conductor con carga adicional
en posición mas desfavorable y 2/3 del tiro unilateral máximo de los demás
conductores para cargas adicionales
En postes (T), tiro unilateral máximo de los conductores para cargas adicionales
- QA1
En postes (S), (SA), (A), cargas permanentes.
En postes (S), (SA), tiros de los conductores (con diferencia de tiro) y cables de
guarda al 65%
En postes (A), tiros de los conductores (con diferencia de tiro)
- QA2 rotura de una cadena de aisladores
En postes (S), (SA), (A), carga según hipótesis QN1, QN2, QN3, QA1 , y rotura
de una cadena de aisladores.
Para postes S de altura del punto de suspensión menor de 15 m no se
considera la carga de viento sobre el conductor con hielo
En postes (R), (RA), carga según hipótesis QN3, y rotura de una cadena de
aisladores.
34. En postes (T), carga según hipótesis QN1, o QN3, y rotura de una cadena de
aisladores.
En postes (SA), (A), (R), (RA), (T), tiro de los conductores para carga adicional
y viento
- QA3 un conductor roto
En todos los tipos de postes: cargas permanentes, cargas de montaje.
En postes (S), (SA), (A), tiro de conductores
En postes (R), (RA), (T), tiro según hipótesis QN3,
LAS FUNDACIONES
Función y tipo
Las fundaciones forman parte del soporte, y tienen la finalidad de transmitir las
cargas que se presentan sobre el soporte al suelo, y proteger al soporte de
movimientos del terreno.
Las hay compactas, de bloque único, y separadas, de varios bloques (uno por
pata).
Los tipos de terreno se clasifican en:
Suelo natural:
suelos no cohesivos (arena, grava, piedra y combinaciones)
suelos cohesivos (arcillas, limos arcillosos, limos y combinaciones con
suelos no cohesivos)
suelos orgánicos y suelos con mezcla orgánica (turba o cieno y suelos
inorgánicos)
roca, suelos firmes
rellenos, no compactados, compactados
35. Este tema es de gran importancia, la ignorancia o el temor hacen que a veces
se entierra hormigón en exceso, que podría servir para construir una casa,
viceversa extrapolar datos para ahorrar el análisis de suelo puede ser causa de
fallas de la transmisión ante condiciones que no llegan a ser extremas cuyo
daño también es desmedido.
Son los especialistas en suelos y fundaciones quienes deben prestar con toda
profesionalidad su conocimiento, pero las fundaciones de líneas presentan
aspectos particulares que deben formar parte del conocimiento del ingeniero
electricista.
Calculo
Uno de los métodos de cálculo de fundaciones de líneas que se ha difundido y
que ha contribuido a la economía de las líneas sin desmerecer sus prestaciones
es el debido a Sulzberger, ingeniero suizo, electricista, que hace más de medio
siglo propuso criterios que al principio fueron discutidos y criticados por los
especialistas en suelos, pero lentamente fueron comprendidos en su correcta
magnitud e importancia y aprovechados en los casos aplicables.
En general sobre una fundación del tipo de bloque se presenta un momento
que tiende a hacerla volcar, girar, y el terreno reacciona en consecuencia.
Las áreas comprimidas del terreno reaccionan con fuerzas elásticas, con
diagramas (presión en función de la coordenada) de forma triangular.
Estas presiones se manifiestan en el fondo donde el terreno se acepta que tiene
compresibilidad uniforme, y en los laterales, donde la compresibilidad se
incrementa con la profundidad.
Las caras laterales (respecto del momento o fuerza de vuelco) de la fundación
presentan fuerzas de roce que también se oponen al vuelco.
36. Para que se pueda contar con la resistencia lateral del terreno se deben
verificar algunas condiciones, en particular el terreno debe soportar sin ceder
presiones de 0.03 a 0.05 kg/mm2 (3 a 5 kg/cm2).
Además, el terreno debe rodear el bloque de fundación por sus cuatro costados
con una distancia horizontal suficiente para que las irregularidades (piénsese en
una pendiente de una loma o un terraplén) no influyan, con la ausencia de
efectos de reacción.
El terreno en contacto con la fundación debe tener la consistencia del terreno
natural, es importante la compactación para restituirle esta característica si la
técnica de construcción usada (la excavación) se la ha hecho perder.
Cuando se hacen fundaciones de bloque con zapata, el suelo que cubre la
zapata tarda un tiempo largo en recuperar sus características iniciales por
asentamiento (quizás no las recupere nunca), es prudente entonces considerar
las características del suelo removido inferiores, aunque a largo plazo se
recuperen.
Entre las fuerzas verticales que ayudan a componer el momento estabilizante
también debe considerarse el peso del terreno de forma troncopiramidal con
base en el fondo de la fundación y que corresponde al material que sería
arrastrado por arrancamiento de la misma.
Estas notas muy simples sirven de prologo para comprender (sin conocimientos
de teoría de suelos), el porqué de algunas soluciones constructivas y explicar a
especialistas en suelos por que los métodos de cálculo de las fundaciones de
líneas se apartan de los criterios usados en fundaciones de otras obras civiles.
Las construcciones fijas, que están asentadas sobre la superficie de la tierra,
exigen una estructura de transición entre las fuerzas sobre ellas aplicadas, y el
terreno subyacente. Esta es la fundación de la obra que va desde simplezas
enormes, hasta importantes complicaciones.
37. El proyecto de fundación de una obra es la última fase de su proyecto
estructural, se hace a partir de dos fases de estudios: determinación de las
cargas soportadas por la estructura y transmitidas a la fundación,
determinación de características geotécnicas del terreno.
El caso de una línea de transmisión es distinto a un edificio, ya que a lo largo
de la línea se pueden encontrar características muy variadas del terreno, y
entonces quizás cambien las fundaciones de un lugar a otro. Recién cuando se
ha llegado a la exacta posición de las estructuras, quedan definidos los datos
que permiten proyectar las fundaciones.
Esfuerzos
Los esfuerzos que deben ser absorbidos por las fundaciones surgen después de
haber definido los esfuerzos que actuarán sobre las estructuras, y habiendo
definido como serán las fundaciones.
Cada tipo de solicitación transmite un tipo de esfuerzo al terreno, la estructura
de fundación es la que distribuye la solicitación al terreno, tratando de que los
esfuerzos transmitidos estén por debajo de los limites admisibles.
Compresión. Causa el hundimiento en el terreno de la estructura, la
reacción del terreno, los pesos sobre la estructura son la principal causa
de estos esfuerzos.
Tracción. Con la tendencia de levantar el terreno, se tiende a arrancar la
estructura, los "muertos" de las riendas desarrollan estos esfuerzos, es el
peso del terreno lo que evita el arrancamiento.
Flexión. Las fuerzas (del viento, por ejemplo) hacen bascular la
estructura, provocando compresión en una parte y descompresión en
otra parte del terreno. Las fuerzas sobre la estructura generan un
momento, y las fuerzas del terreno un momento opuesto.
Torsión. La estructura tiende a rotar alrededor de un eje vertical debido
a un momento torsor, y el terreno debe reaccionar.
38. Cizallamiento. La estructura tiende a arrastrar la fundación, imagínese
una rienda con una gran componente horizontal, anclada en un bloque
que tiende a que capas del terreno deslicen.
Empuje. Cuando el terreno tiene elevado nivel freático, y particularmente
cuando se inunda, la fundación recibe el empuje que tiende a hacerla
flotar (principio de Arquímedes).
Los efectos de las cargas causan las reacciones del terreno:
peso propio causa compresión uniforme, cuando hay asimetría aparece
flexión, también puede presentarse por cargas verticales descompresión.
Cargas horizontales, principalmente debidas a los conductores, producen
esfuerzos de flexión en la fundación, si hay asimetrías aparece torsión.
Cargas de arrancamiento, se presentan en estructuras terminales y de
anclaje, también se presentan para las riendas, los esfuerzos en el
terreno se combinan con cizallamiento.
Los terrenos dependen de la composición de minerales y de la forma
constitutiva:
rocas, materiales duros, compactos y consolidados, por su génesis
pueden ser magmáticas, sedimentarias, metamorfosicas
suelos compuestos de materiales provenientes de la subdivisión de
rocas, se clasifican pos la granulometría: bloques, piedras, pedregullo,
arena, arcilla. Por la posición geográfica, suelos residuales, suelos
transportados (aluvionales, orgánicos, eólicos...), turbas, bentonitas,
depósitos artificiales (rellenos).
Sondeos, se realizan para investigar cualidades de la superficie y del subsuelo,
en el sitio de asentamiento de una carga:
métodos indirectos
métodos directos, perforaciones con extracción de muestras, las formas
de excavación pueden ser manuales o mecánicas (rotativa o a percusión)
39. De estos análisis surgen informes que se transmiten al proyectista de las
fundaciones.
La línea es una obra que se asienta en el terreno en modo discontinuo, cuando
la topografía y geología son uniformes, los sondeos de espacian cada 4 o más
postes, la frecuencia aumenta en los puntos donde se observan cambios
topográficos o geológicos.
Los sondeos son particularmente importantes para las estructuras terminales,
angulares, de retención, y estos son los puntos que deben elegirse, también
deben investigarse los fondos de valles, zonas de elevado nivel freático, zonas
de suelos con aporte artificial.
Materiales
Los materiales utilizados para las fundaciones son:
madera, que debe ser resistente al ataque de bacterias y
microorganismos. Ofrece ventajas en el transporte y manipuleo, por ser
liviana y resistente respecto de otros materiales.
Acero, para los anclajes, las patas de torres y piezas par hormigonado,
rejas (para anclajes o soportar pies de torres), pilotes (de acero
hincados), bulones de anclaje.
Hormigón, armado o no, puede ser premoldeado, o colados en sitio,
Material de relleno, de aporte generalmente es el mismo terreno
removido para la ejecución de la fundación. Este relleno debe hacerse en
capas finas y compactadas.
Se pueden hacer algunas recomendaciones:
las estacas de madera u hormigón son preferibles en zonas pantanosas.
Las piezas metálicas no deben usarse en presencia del mar.
La madera no debe ser usada fuera de la capa freática
El hierro del hormigón debe tener 3 cm de recubrimiento en zonas
húmedas o agresivas.
40. En piezas metálicas se debe tener cuidado con la corrosión galvanica (el
cable de guarda una las torres).
Se debe analizar el agua para prevenir agresividad.
Las fundaciones de líneas ofrecen distintas soluciones técnicas, pueden
clasificarse en los siguientes tipos:
fundaciones simples, se usan para los casos de poste único, o de único
bloque o zapata.
Fundaciones fraccionadas, con un bloque para cada pata, que se pueden
encontrar en desnivel
Fundaciones de riendas
Fundaciones especiales.