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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVIL
EVALUACIN DE LOS EFECTOS DEL VIENTO SOBRE TORRES PARATENDIDOS ELCTRICOS CONSIDERANDO LAS NORMATIVAS DE
DISEO VIGENTE
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
JIMENEZ LOPEZ, ANGEL ATILIO
C.I.: 20.441.256
SALAZAR BECERRA, FABIANA DANIELAC.I.: 19.968.466
TUTOR ACADMICO:
PROF.: MSC. ING. XIOMARA OROZCO
MARACAIBO, ABRIL 2011
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EVALUACIN DE LOS EFECTOS DEL VIENTO SOBRE TORRES PARATENDIDOS ELCTRICOS CONSIDERANDO LAS NORMATIVAS DE
DISEO VIGENTE
________________________
____________________________
Jimenez Lopez, Angel Atilio. Salazar Becerra, Fabiana
Daniela.C.I 20.577.048 C.I 19.968.466
Av. Milagro Norte, Res. Costa Rosmini Av.4 con calle 85 Edif. Mamatia
Telfono: 0261-7322881 Telfono: 0261- 7232280
Correo: [email protected] Correo:
____________________________Msc. Ing. Xiomara Orozco
Tutor Acadmico
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El jurado aprueba el trabajo especial de grado, EVALUACIN DE LOS
EFECTOS DEL VIENTO SOBRE TORRES PARA TENDIDOS ELCTRICOS
CONSIDERANDO LAS NORMATIVAS DE DISEO VIGENTE que los
bachilleres Jimenez Lopez, Angel Atilio C.I:20.441.256 y Salazar Becerra,
Fabiana Daniela C.I:19.968.466 presentan, en el cumpliendo con los requisitos
sealados en el reglamento de la Escuela de Ingeniera Civil para optar al ttulo
de Ingeniero Civil.
JURADO EXAMINADOR
___________________________
Ing. Xiomara Orozco
Tutor/Jurado
C.I
______________________ ________________________
Ing. Ing.
C.I C.I
____________________________Ing. Nancy Urdaneta
Director de Escuela de Ingeniera Civil
____________________________
Ing. Oscar UrdanetaDecano de la Facultad de Ingeniera
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AGRADECIMIENTOS
A nuestros familiares por todo el apoyo.
A nuestro tutor industrial Ing. Marcel Castillo, por toda su ayuda, apoyo y
gua durante toda la investigacin.
A nuestra tutora acadmica Ing. Xiomara Orozco, por su apoyo en la
realizacin de esta investigacin.
A nuestros profesores en general, por ayudarnos en nuestra formacin
acadmica.
A la Universidad Rafael Urdaneta.
ANGEL ATILIO JIMENEZ LOPEZ, FABIANA DANIELA SALAZAR BECERRA
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios por su infinita sabidura.
A mi familia por sus gestos de apoyo y aliento durante la realizacin de esta
investigacin, en especial a mi abuela Nivia, mi mama Yolima y mi hermana
Vanessa, quienes cada da me demuestran la definicin de amor y fortaleza.
A mis amigos.
A mi amiga y compaera Fabiana Salazar juntos logramos cumplir esta meta.
JIMENEZ LOPEZ, ANGEL ATILIO.
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DEDICATORIA
A Dios
A mi familia, en especial a mi mam.
A mi compaero Angel Jimenez, sin el no hubiese podido alcanzar esta meta.
SALAZAR BECERRA, FABIANA DANIELA
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NDICE GENERAL
RESUMEN
10
ABSTRACT............................................................................................................
.........11
INTRODUCCIN
.12
CAPITULO I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Planteamiento delproblema...15
1.2 Objetivos
.17
1.2.1 Objetivo
General..17
1.2.2 Objetivos
Especficos..17
1.3 Justificacin e
Importancia..17
1.4 Delimitacin de la
Investigacin.18
CAPITULO II. MARCO TERICO
2.1
Antecedentes
.20
2.2 Bases
tericas...22
2.2.1 Torres para Tendidos
Elctricos..23
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2.2.2 Componentes para una Lnea de
Transmisin.24
2.2.3 Claros para una Torre de
Diseo24
2.2.4 Cables y Cadenas de
Aisladores.25
2.2.5 Accin del Viento en las
Estructuras..29
2.2.5.1 Clasificacin de las construcciones segn el uso y las
caractersticas de respuesta ante la accin del
viento..31
2.2.5.2 Determinacin de las cargas del viento sobre elementos
estructurales...34
2.2.5.3 Efectos Elicos en los cables de las torres de
transmisin38
2.3 Definicin de Trminos
Bsicos.41
2.4 Sistema de
Variables...42
2.4.1
Variables
.42
2.4.2 Definicin Conceptual de
Variables42
2.4.3 Definicin Operacional de
Variables..43CAPITULO III. MARCO METODOLGICO
3.1 Tipo de
Investigacin...46
3.2 Diseo de la Investigacin.
46
3.3 Poblacin yMuestra.47
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3.4 Tcnicas de Recoleccin de
Datos47
3.5 Proceso
Metodolgico,48
CAPITULO IV. ANLISIS Y EVALUACIN DE RESULTADOS
4.1 Resultados de la
Investigacin...61
4.2 Evaluacin de resultados de torres calculadas para la zona de
Maracaibo...62
4.2.1 Fuerzas
Elicas62
4.2.1.1 COVENIN 2003 Acciones del Viento sobre las
Construcciones62
4.2.1.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres y
Estructuras de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV
2007...64
4.2.1.3 Evaluacin de losresultados..67
4.2.2 Fuerzas elicas multiplicadas por los factores de
mayoracin............70
4.2.2.1 COVENIN 1618 Estructuras de Acero para Edificaciones. Mtodo
de los estados
lmites..70
4.2.2.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres yEstructuras de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV
2007...72
4.2.2.3 Evaluacin de los
resultados..74
4.2.3 Desplazamientos
nodales...77
4.2.3.1 Anlisis con normativasCOVENIN77
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4.2.3.2 Anlisis con normativas
CANTV79
4.2.3.3 Comparacin grafica de
desplazamientos...81
4.2.4 Ratio de
Miembros...83
4.2.4.1 Anlisis con normativas
COVENIN...83
4.2.4.2 Anlisis con normativas
CANTV86
4.2.4.3 Evaluacin de
Resultados..........89
4.3 Evaluacin de resultados de torres calculadas para la zona de La
Caada..95
4.3.1 Fuerzas
elicas........95
4.3.1.1 COVENIN 2003 Acciones del Viento sobre las
Construcciones95
4.3.1.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres y
Estructuras de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV
2007..........97
4.3.1.3 Evaluacin de los
resultados...........100
4.3.2 Fuerzas elicas multiplicadas por los factores de
mayoracin.103
4.3.2.1 COVENIN 1618 Estructuras de Acero para Edificaciones. Mtodode los estados
lmites103
4.3.2.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres y
Estructuras de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV
2007.105
4.3.2.3 Evaluacin de los
resultados107
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4.3.3 Desplazamientos
nodales...109
4.3.3.1 Anlisis con normativas
COVENIN.109
4.3.3.2 Anlisis con normativas
CANTV.........111
4.3.3.3 Comparacin grafica de
desplazamientos.113
4.3.4 Ratio de
Miembros.115
4.3.4.1 Anlisis con normativas
COVENIN.115
4.3.4.2 Anlisis con normativas
CANTV.........119
4.3.4.3 Evaluacin de
Resultados121
4.4 Anlisis de
Resultados.........127
CONCLUSIONES
.130
RECOMENDACIONES
131
REFERENCIAS
BIBLIOGRFICAS..........132
APNDICES..133
Apndice A-
1.134
Apndice A-
2.143
Apndice A-
3.152
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Apndice A-
4.158
Apndice B-
1.164
Apndice B-
2.175
Apndice B-
3.186
Apndice B-
4.197
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ANGEL ATILIO JIMENEZ LOPEZ Y FABIANA DANIELA SALAZARBECERRA, 2011. EVALUACIN DE LOS EFECTOS DEL VIENTO SOBRETORRES PARA TENDIDOS ELCTRICOS CONSIDERANDO LASNORMATIVAS DE DISEO VIGENTE. TRABAJO ESPECIAL DE GRADO.FACULTAD DE INGENIERA. ESCUELA DE INGENIERA CIVIL.
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
RESUMEN
Las torres elctricas son de gran importancia, ya que transportan un serviciofundamental para el desarrollo de la vida diaria. Por esto es indispensable un
buen anlisis estructural, que no presente fallas que puedan interrumpir eltransporte de esta energa. Conociendo que las estructuras tpicas de estastorres, son celosas y poseen gran altura y poco peso, debido al materialutilizado para su construccin, se ven mayormente afectadas por lassolicitaciones del viento que chocan en estas obras. El objetivo de estainvestigacin fue evaluar los efectos del viento sobre torres para tendidoselctricos considerando las normativas de diseo vigente. Las normativasutilizadas en este estudio fueron COVENIN 2003-89 Acciones del viento sobrelas construcciones, COVENIN 1618 Estructuras de acero para edificaciones.Mtodo de los estados lmites, CANTV NT-001 y CANTV NT-002. Se diseuna torre de amarre, la cual luego, fue sometida al clculo de las accioneselicas con dichas normas y en los municipios Maracaibo y La Caada deUrdaneta en el Estado Zulia, dando como resultado los desplazamientos demiembros y ratios en cada uno de los modelos de torres, que fueroncomparados para evaluar que condicin produce mayores cargas elicas sobrela estructura.
ACCIONES ELICAS, CELOSAS, TORRE DE AMARRE, NORMATIVAS,TORRES PARA TENDIDOS ELCTRICOS.
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ANGEL ATILIO JIMENEZ LOPEZ & FABIANA DANIELA SALAZARBECERRA, 2011. EVALUATION OF THE WIND EFFECTS ON POWERLINES TOWERS CONSIDERING THE CURRENT STANDARDS DESIGN .SPECIAL DEGREE THESIS. FACULTY OF ENGINEERING. CIVILENGINEERING SCHOOL. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
ABSTRACT
The pylons are of great importance, because they carry an important service forthe development of daily living. Therefore it is essential a good structuralanalysis, that shows no failures that may disrupt the transport of this energy.
Knowing that the typical structures of these towers are lattice and possess greatheight and light weight, because the material used for their construction, aremost affected by the stresses of wind that hit in these structures. The aim of thisinvestigation was to evaluate the effects of wind on towers for power linesconsidering the current standard designs. The regulations used in this studywere COVENIN 2003-89 Wind actions on buildings, COVENIN 1618 Steelstructures for buildings. The limit states method, CANTV NT-001 and CANTVNT-002. A mooring mast was designed, which then was subjected to thecalculation of wind actions with those rules and in the municipalities ofMaracaibo and La Caada de Urdaneta, in Zulia state, giving as result thedisplacement of members and ratios in each models of towers, then they werecompared to evaluate which condition produces higher wind loads on thestructure.
WIND ACTION, LATTICE, MOORING MAST, REGULATIONS, TOWER FORPOWER LINES.
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INTRODUCCIN
La energa elctrica representa una necesidad bsica para cualquier
poblacin. Sin ella sera casi imposible realizar cualquier actividad bsica del
da a da, ya que estamos acostumbrados a vivir con ella y sera un caos si
dicho servicio presentara fallas importantes a nosotros los consumidores.
Sabemos que la energa elctrica en nuestro pas es transportada por torres
para tendidos elctricos, que dichas hacen posible que este servicio llegue a
cada uno de nuestros hogares, comercios, industrias, calles y dems, de la
poblacin consumidora.
Por esta razn es de vital importancia el buen clculo de las torres para
tendido elctrico, evitando as cualquier falla estructural que pueda interrumpir
el transporte de este importante servicio, que pudiera traer como consecuencia
prdidas econmicas a nivel nacional y dificultar el desarrollo de cualquier
actividad diaria de una persona.
La estructura de estas torres, al ser metlica y esbelta, presenta como mayor
solicitacin, la accin del viento sobre ella, ya que al ser tan liviana por utilizar
acero como material constructivo, y de gran altura, la carga sobre ella de mayor
incidencia ser cualquier carga transmitida por este fenmeno del viento.
En las normas Venezolanas existen ciertos captulos que hablan sobre la
incidencia del viento en las construcciones, con dichas normas se basan ciertos
clculos para el diseo de las torres para tendido elctrico.
En el primer captulo se presenta el planteamiento del problema, el cual
plantea la importancia de poder garantizar la seguridad estructural en los
elementos que conforman una lnea para transmisin elctrica, que la eficiencia
de una estructura aparte de aprobar la seguridad, tambin debe tomar en
cuenta la economa, dichos parmetros deben tener cierta interaccin para
poder llamar a un diseo eficiente. En el mismo captulo se justifica la
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importancia de esta investigacin y los objetivos necesarios para poder evaluar
los efectos del viento sobre las torres para tendidos elctricos.
En el segundo captulo se encuentran las bases tericas, las cuales de
manera puntual explican los fundamentos y planteamientos a considerar en la
rama de Ingeniera Civil, acerca de las torres para tendidos elctricos, el
fenmeno del viento sobre las construcciones y las respectivas normas para
llevar a cabo el diseo estructural de las torres. De igual manera contiene una
serie de trminos bsicos que facilitan la compresin para el desarrollo de la
investigacin.
En el tercer captulo correspondiente a la metodologa utilizada para la
elaboracin del proyecto, presenta el tipo y diseo de la investigacin, las
tcnicas empleadas para la recoleccin de informacin y el procedimiento, en
este ltimo se establecieron por medio de fases los criterios utilizados para el
desarrollo de los objetivos.
En el cuarto captulo se analizaron y evaluaron los resultados obtenidos del
clculo de las acciones elicas sobre los distintos casos estudiados para la
torre diseada, presentando luego una serie de conclusiones y
recomendaciones que pueden ser utilizadas para estudios futuros o profundizar
dicha investigacin.
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CAPTULO I
EL PROBLEMA
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CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Planteamiento del Problema
La infraestructura elctrica de nuestro pas constituye uno de los aspectos
econmicos ms importantes para el desarrollo del mismo, por lo cual, se tiene
la necesidad de contar con sistemas para transmisin de energa que sean
confiables, estructuralmente, y capaces de resistir todas las posibles
solicitaciones de carga a que puedan estar sometidos durante su vida til.
Lo anterior es de suma importancia, ya que durante la ocurrencia de eventos
naturales de magnitud extraordinaria, tales como huracanes o tormentas
severas, este tipo de estructuras debern permanecer sin falla considerable
que interrumpa su funcionamiento, ya que esto traera como consecuencia
prdidas econmicas sumamente importantes; esto se debe a que las
actividades industriales, comerciales y en general cualquier otra actividad
econmica, requieren de energa elctrica para su desarrollo normal.
El objetivo general de todo anlisis y diseo estructural es determinar las
dimensiones y caractersticas ms adecuadas de la estructura, para cumplir
con dos requisitos determinantes: seguridad y economa. Toda estructura
deber proporcionar un grado aceptable de confiabilidad en cuanto a su
comportamiento estructural, que permita garantizar su correcto funcionamiento
durante un lapso de tiempo que permita recuperar la inversin realizada y
obtener ciertas ganancias (periodo de retorno) que justifiquen la inversin
realizada; adems, se requiere que una estructura sea lo ms econmica
posible.
La eficiente interaccin entre estas dos premisas es la etapa del proceso del
anlisis estructural ms importante, y a su vez la ms complicada, ya que por
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ejemplo una estructura puede estar diseada con elementos de dimensiones
robustas con los cuales seguramente nunca se presentarn estados lmites de
falla, sin embargo, su costo seguramente ser excesivo lo cual la hara poco
factible; caso similar ocurrira en caso opuesto, es decir, que sus dimensiones
reducidas la hagan muy econmica, pero estructuralmente inestable.
La estructura ms eficiente para un caso particular, deber satisfacer tanto
con el requerimiento econmico antes explicado, as como un nivel de
resistencia que garantice un grado de seguridad frente a un probable colapso,
a la limitacin del dao de ciertos elementos y al desarrollo de deformaciones
excesivas que puedan dar sensacin de inseguridad a los usuarios.
Cada uno de los parmetros de seguridad estructural antes mencionados se
denomina estado lmite, y el comportamiento indeseable de las estructuras se
presenta en aquellos casos en que dichos valores se ven sobrepasados por la
accin de las solicitaciones de carga, a que las estructuras estn sometidas
durante su vida de servicio.
Para poder garantizar la seguridad estructural de los elementos que
conforman una lnea para transmisin de energa elctrica, se menciona que
los requerimientos mnimos que debern satisfacerse son los siguientes:
adecuada resistencia mecnica de sus elementos y estabilidad global de la
estructura.
Uno los aspectos ms relevantes de esta investigacin es el anlisis de los
efectos de un fenmeno atmosfrico hasta ahora poco estudiado en nuestro
pas, para el caso de diseo estructural de torres para tendidos elctricos y son
todos los efectos del viento, el cual corresponde la solicitacin de diseo ms
significativa en el diseo de estas estructuras, la accin de una tormenta
severa o vaguada; la configuracin del perfil de distribucin de velocidades del
viento con respecto a la altura sobre el nivel del terreno o la accin de
huracanes.
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1.2. Objetivos:
1.2.1. Objetivo general:
Evaluar los efectos del viento sobre torres para tendidos elctricos
considerando las normativas de diseo vigentes.
1.2.2. Objetivos especficos:
Identificar las normativas de diseo vigentes.
Comparar los parmetros de diseo de las diferentes normativas
mediante el empleo de criterios de seguridad y normas recientes, en
bsqueda de las diferencias que existan entro los diferentes criterios de
diseo.
Elaborar el anlisis estructural de una torre para tendido elctrico tpica,
de acuerdo con las normativas vigentes para efectos de viento.
Evaluar los resultados del anlisis estructural de los efectos del viento
sobre las torres de tendido elctrico de acuerdo a las diferentes
normativas.
1.3. Justificacin e importancia
Para transmitir energa elctrica es necesario construir una lnea segura ydentro de la normativa correspondiente. La realizacin de este proyecto ofrece
el beneficio de conocer los diferentes efectos del viento sobre las torres para
tendidos elctricos, estos dependen del clima y las condiciones de la torre, pero
pueden llegar a ocasionar fallas estructurales e inclusive el colapso de las
mismas y la interrupcin del sistema de transmisin elctrica del pas; as pues,
conociendo las consecuencias del viento se puede realizar diseos optimizados
y evitar fallas en la red nacional las cuales generaran prdidas millonarias
tanto para los usuarios de la energa elctrica como de la empresa
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suministradora pues estas ltimas tendran sistemas elctricos que seran
ineficientes e inseguros para la adecuada transmisin y distribucin.
1.4. Delimitacin de la investigacin
Temporal
La investigacin da inicio el 6 de Septiembre del ao 2010 y culmina en el
mes de Abril del ao 2011.
Espacial
Se llevar a cabo en los municipios Maracaibo y La Caada de Urdaneta,
Estado Zulia, Venezuela.
Cientfica
El proyecto busca establecer un criterio de diseo segn la aplicacin de lasnormativas vigentes, enfocndose en los efectos de la accin del viento sobre
las torres para tendidos elctricos, calculando dichas torres bajo la misma
geometra de la estructura.
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CAPTULO II
MARCO TERICO
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CAPITULO II
MARCO TERICO
2.1. Antecedentes
Jos Roberto Duarte Gmez, BLINDAJE EN LNEAS DE TRANSMISIN.
Tesis para obtener el ttulo de Ingeniero Civil. Instituto Politcnico Nacional
Unidad Profesional Adolfo Lpez Mateos Zacatenco. Escuela Superior de
Ingeniera y Arquitectura. Mxico, D.F. 2010.
La investigacin analiz a travs de mtodos analticos y normativos el
comportamiento de las lneas elctricas, sujetas a las torres para tendidos
elctricos y la proteccin que se necesita para su correcto funcionamiento.
La finalidad de la investigacin fue obtener parmetros que indiquen la
adecuada utilizacin de los recursos materiales y la adecuada instalacin de
los equipos que se requieren para el blindaje en las lneas de transmisin. Se
concluy que las lneas de transmisin en las torres de amarre requieren mayor
blindaje que aquellas en torres de alineacin.
Es relevante para la investigacin las consideraciones atmosfricas con las
que se realiz la investigacin as como tambin los anlisis de deformaciones
en torres de amarre y alineacin.
Jess Said Garca Rojas, COMPARACIN DEL DISEO PROBABILISTA
DE TORRES DE TRANSMISIN, CON SU DISEO CON BASE EN
SEGURIDAD. Tesis para obtener el ttulo de Ingeniero Civil. Universidad
Nacional Autnoma de Mxico. Programa de maestra y doctorado en
ingeniera. Mxico, D.F. 2006.
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Se compararon dos mtodos de diseo para torres de trasmisin, con
distintas filosofas; uno de ellos fue el mtodo con base probabilista y el otro fue
el mtodo con base en seguridad. Se mostr un procedimiento de clculo de
las fuerzas de viento para ambos mtodos, para lo cual se seleccionaron tres
torres diferentes. Se sealaron los posibles factores que pueden conducir a una
falla prematura en la estructura de transmisin.
Se concluy que la diferencia ms significativa entre los mtodos radicaba
en el clculo de los esfuerzos, ya que con el mtodo con base en seguridad se
obtienen esfuerzos de diseo ms grandes, esto indic que las torres
diseadas bajo este mtodo estn razonablemente bien diseadas, sin tomar
en cuenta la incertidumbre y la variabilidad de las cargas.
Para la realizacin de la tesis se usarn criterios de diseo similares en
procedimiento y metodologa por lo tanto se usara como base los presentados
en la investigacin anterior.
Alma Hernndez Rosas, Fabian Morales Padilla. DISEO DE TORRES DETRANSMISIN ELCTRICA. Tesis para obtener el ttulo de Ingeniero Civil.
Instituto Politcnico Nacional Unidad Profesional Adolfo Lpez Mateos
Zacatenco. Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura. Mxico, D.F. 2005.
La investigacin conllev un seguimiento minucioso para llevar a cabo el
anlisis detallado de las cargas y factores naturales que afectan a la estructura
dependiendo del lugar en donde se siten las torres para tendido elctrico,algunas de estas incluyen: cargas debidas a la masa propia de los
componentes de la lnea, a las presiones del viento en la estructura y cables
partiendo de los efectos naturales, entre otras que se evaluaron. Se evaluaron
tambin diferentes tipos de torres tpicas para tendidos elctricos utilizando el
programa Staad Pro 2003.
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Para la tesis presentada se tomar uno de los modelos utilizados en la
investigacin mencionada con modificaciones para adaptarla a las normativas
vigentes de uso nacional.
Rafael Carrasco Aguilar, Edgar Gabriel Ortiz Prado, CONSTRUCCIN,
EQUIPAMIENTO Y PUESTA EN SERVICIO DE LNEAS DE TRANSMISIN
CON TORRES AUTOSOPORTADAS. Tesis para obtener el ttulo de Ingeniero
Civil. Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Programa de maestra y
doctorado en ingeniera. Mxico, D.F. 1998.
En la investigacin se explic un panorama general del estado que guarda laingeniera de lneas de transmisin en lo referente a su planeacin y diseo; se
estableci adems, el procedimiento constructivo lgico y secuencial para el
mejor aprovechamiento de los recursos en campo y se complement con un
anlisis de las fallas ms comunes de que adolecen las lneas y las posibles
modificaciones que se pueden realizar para eliminarlas una vez en
funcionamiento. Se describi tambin la creacin de lneas de transmisin,
desde la generacin de la energa elctrica hasta el propio mantenimiento;pasando por el anlisis de las necesidades de la poblacin, la planeacin de la
infraestructura Elctrica, la metodologa de diseo tanto elctrico y mecnico
como estructural y la consecutividad en los trabajos de construccin desde un
punto de vista de una empresa constructora.
Los anlisis de fallas de la investigacin servirn de ayuda en la realizacin
de esta tesis de grado.
2.2. Bases Tericas
El respaldo conceptual que enmarca las diversas fases de la investigacin
se describe a continuacin haciendo uso del anlisis de algunas referencias y
materiales bibliogrficos. De esta forma se logran nutrir los datos disponibles,
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generando un compendio completo de recursos para el encaminado
desenvolvimiento del proyecto.
2.2.1. Torres para Tendidos Elctricos
Las estructuras de transmisin de energa elctrica tienen como finalidad
transportar la energa en forma confiable y econmica desde los centros de
generacin hasta los lugares de consumo. Existen dos maneras de hacer dicho
transporte: en forma subterrnea y en forma area. La primera de ellas es
excesivamente costosa por lo que slo se hace a nivel urbano. La transmisin
area de la energa requiere de estructuras de soporte para los cables. Cuando
las tensiones a transmitir son bajas, los cables se pueden soportar mediantepostes, y cuando son altas se emplean comnmente torres, preferentemente
de acero. Para esta investigacin, se seleccion este ltimo tipo de estructuras
de soporte.
Este tipo de estructura est constituida por perfiles angulares de acero
estructural de alta resistencia, cuyos miembros se unen entre s por medio de
tornillos y placas de conexin.
Las torres para tendidos elctricos pueden ser de dos tipos, y esto va a
depender principalmente del voltaje de la corriente que se quiera transportar;
se usan postes para voltajes pequeos y torres metlicas con celosa para
voltajes mayores. Estas ltimas se clasifican, segn su ubicacin a lo largo de
la lnea en los siguientes tipos:
a) Torres de Alineacin: Son las que se encuentran dentro de la lnea de
transmisin y se caracterizan por no presentar ngulo de deflexin
alguno entre una y otra. stas se disean bajo la accin de peso
propio de la torre y los cables, la accin del viento y la posible rotura
de cables.
b) Torres de Deflexin: Son aquellas que estn dentro de la lnea detransmisin y presentan ngulo de deflexin entre torres. Estas se
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calculan por las mismas acciones que en el tipo anterior, y adems
deben considerarse las fuerzas adicionales generadas por el desvo
en la trayectoria de la lnea.
c) Torres de Amarre: En stas se toma en cuenta la posible prdida de
fuerza en los cables ocasionada, por ejemplo, por la falla de una o
varias estructuras, con la finalidad de evitar que dicha accin contine
daando a otras torres.
d) Torres de Remate: Este tipo de torres son las que soportan un slo
claro, las cargas generadas por el peso de los cables. Este tipo sepresenta en los puntos de inicio o trmino de la lnea.
2.2.2. Componentes de una Lnea de Transmisin
Los componentes de una lnea de transmisin de energa elctrica son los
siguientes:
a) Cables: Elementos flexibles que tienen la funcin de conducir la
energa elctrica (conductores) o de proteger a los anteriores contra
rayos (de guarda).
b) Cadena de aisladores: Sirven para unir los conductores a la estructura
de la torre.
c) Torre o estructura de soporte. Es la estructura metlica que sirve de
soporte para todos los dems componentes.
2.2.3. Claros entre Torres para Diseo
Para el anlisis de las cargas generadas por los cables sobre la torre, y que
provocan desplazamientos angulares en las cadenas de aisladores, se toman
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en cuenta dos claros para diseo (ver figura 2.1), los cuales se definen como
sigue:
a) Claro de Viento: Se emplea para el clculo de las fuerzas horizontalestransversales debidas al viento que actan sobre los cables. El claro de viento
corresponde a la semisuma de los claros adyacentes a la torre.
b) Claro de Peso: Se emplea para determinar las cargas verticales debidas
a la accin de la gravedad, que ejercen los cables sobre la torre. Se calcula
como la semisuma de las distancias de la torre a los puntos ms bajos de las
catenarias de los cables adyacentes a la misma.
Figura 2.1. Claros entre torres para diseo.
2.2.4. Cables y Cadenas de Aisladores
Cables: Se emplean dos tipos de cables para las lneas de transmisin de
energa elctrica:
a) Cables conductores: Son los elementos a travs de los cuales se
transmite el flujo de energa elctrica de un punto a otro. Estn compuestos de
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aluminio, acero galvanizado (para prevenir la corrosin) o combinaciones de
ambos.
b) Cables de Guarda: Son cables neutros (sin energa) compuestos de
acero que se colocan sobre los cables conductores para protegerlos contra
rayos o relmpagos.
Cadenas de aisladores: Son conjuntos de elementos que sirven para soporte
de los cables, y que llegan a conectarse a la estructura de soporte (torres). En
este estudio se considerarn aisladores de suspensin, los cuales se usan casi
exclusivamente en lneas cuya tensin sea superior a 66 KV, en claros largos y
con conductores pesados.
Las unidades o discos modernos de caperuza y vstago han dado
resultados muy satisfactorios y se han adoptado progresivamente para hacer
frente a las necesidades de las ms altas tensiones y de la construccin ms
pesada, con simplicidad y economa. Los componentes de una cadena de
aisladores se muestran en la figura 2.2.
Figura 2.2. Componentes de una cadena de aisladores.
En la prctica, el nmero de discos o unidades que conforman la cadena deaisladores es aproximadamente proporcional a la tensin, con ligero aumento
1. Horquilla.2. Caperuza.3. Vstago.4. Herraje.
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para las tensiones ms altas y con cierto margen en la longitud de cada unidad.
Para la tensin de 66 KV se usan de 4 a 5 unidades, para 110 KV de 7 a 8,
para 132 KV de 8 a 10, para 154 KV de 9 a 11, para 220 KV de 14 a 20.
Las unidades o discos modernos tienen una resistencia mxima a la tensin
de 6,800 Kg. El promedio de cualquier partida de estos discos resiste
generalmente una prueba a la tensin de 6,800 Kg y muchas unidades
alcanzan un 25% ms que dicha cifra. Es probable que uno de estos discos,
bien construido, resista una carga de de 4,536 a 5,400 Kg durante varios das
sin fallar (por fatiga). Se recomienda una carga mxima de seguridad de 2,270
a 2,700 Kg, lo que representa un factor de seguridad de 2 sobre el mnimo de
la prueba cargatiempo.
Figura 2.3. Aislador de suspensin, cementado, tipo de charnela
En la figura 2.3 se representa una cadena de dos aisladores del tipo de
caperuza y vstago cementados, del tipo 6,800 Kg de enganche de charnela;
en la figura 2.4 se representa el tipo de bola y casquillo. La eleccin entre uno y
otro tipo es cuestin de preferencias personales, si bien el tipo de bola y
casquillo, tambin llamado de rtula, es ms popular por sus ventajas en
trabajos urgentes, por la facilidad en el montaje.
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Figura 2.4. Aislador de suspensin, cementado, tipo de bola o rtula.
2.2.5 Accin del viento en las estructuras
Como se establece en la Norma COVENIN 2003, las acciones en el Estado
Lmite de Servicio del Viento pueden calcularse mediante una expresin
general que incluye la mayora de los parmetros de los cuales depende:
a) La velocidad de referencia del viento, V, que corresponde a la
amenaza elica.
b) Los siguientes factores asociados a la vulnerabilidad de las
construcciones:
Factores de transformacin de la velocidad en empujes o
succiones.
Factor de respuesta dinmica ante rfagas.
Factores aerodinmicos de forma.
El rea expuesta
El factor de importancia elica, asociado al perodo medio de
retorno de la velocidad seleccionada y a la vida til de la construccin.
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Para poder comparar las Normas de Viento, internacionalmente se ha
normalizado la velocidad a lo que se denomina velocidad bsica del viento, la
cual es la velocidad que tiene una probabilidad de ser excedida por lo menos
una vez en un periodo de n aos y que corresponde a promedios de velocidad
instantnea sobre intervalos prefijados a una altura normalizada de 10 m sobre
un terreno con unas determinadas caractersticas (tipo de exposicin) que
afectan la variacin de la velocidad del viento con la altura.
El objetivo de la revisin de la normativa sobre acciones del viento es
conocer la capacidad de prediccin de las acciones y solicitaciones esperadas
y la reduccin de la vulnerabilidad de las construcciones.
Existen varias normativas que evalan dicha accin del viento, cada
industria posee su propia norma para el diseo de sus estructuras. A
continuacin se presentan algunas correspondientes a la industria elctrica
nacional:
EDELCA
Para el diseo de las lneas de 800 KV Guri Centro, (Bonaguro y
morales, 1983) se utilizaron los siguientes criterios:
Los registros meteorolgicos disponibles en las estaciones
venezolanas corresponden a rfagas de 5 segundos, por lo que
suministran frmulas para calcular la intensidad equivalente de viento
de cinco minutos de duracin.
Para cada estacin se estudiaron los valores mximos registrados por
ao, mediante el mtodo de anlisis estadstico de valores extremos
de Gumbel y Log. Pearson III.
El mayor viento registrado en todas las estaciones meteorolgicas
estudiadas fue 96 km/h equivalente a un periodo de retorno de 12
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aos, con una probabilidad del 98.7% de que ocurra en 50 aos y a
125 km/h para 200 aos de periodo de retorno con una probabilidad
de ocurrencia de 22% durante la vida til de las lneas (50 aos),
siendo este ltimo valor adoptado para el diseo de las mismas.
CADAFE
Por ser de inters para los estudios de sitio, se transcriben a
continuacin los criterios y definiciones de las Normas para el diseo
de las lneas de transmisin de 400 y 800 KV (CADAFE 1984):
Cargas dinmicas: Se debern obtener los datos meteorolgicos
necesarios (viento y temperatura) de los organismos competentes,
para el establecimiento de los parmetros a ser utilizados en la
determinacin de las cargas climticas. Los datos debern ser
tabulados y analizados para determinar los valores de diseo. Estos
valores sern sometidos a la consideracin de CADAFE para su
aprobacin antes que el proyectista proceda con el diseo.
Viento: Se tabularn todos los datos de velocidad de viento
obtenidos en el rea de ubicacin de la lnea. Los valores de diseo
a ser utilizados para la velocidad mxima de la rfaga (V5seg),
velocidad de viento mximo estacionario (V5min) y velocidad de
viento promedio (Vp), se determinarn directamente de los datos
obtenidos o utilizando correlaciones empricas de las diferentes
velocidades de viento (previa aceptacin de CADAFE).
Viento mximo (V5seg; km/h): Mxima velocidad de rfaga de viento
a 10 m de altura para un periodo de retorno de 100 aos.
Viento mximo estacionario (v5min; km/h): Mxima velocidad de
viento sostenido por 5 minutos a 10 m de altura para un periodo de
retorno de 100 aos.
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Viento promedio (Vp; km/h): Mxima velocidad de viento horario
registrada a 10 m de altura para un periodo de retorno anual
(velocidad media).
2.2.5.1 Clasificacin de las construcciones segn el uso y las caractersticas de
respuesta ante la accin del viento
Segn la Norma COVENIN Acciones del Viento sobre las Construcciones
(2003-89), las construcciones se pueden clasificar segn su uso de la siguiente
manera:
GRUPO A: Son aquellas construcciones cuya falla pueda ocasionar
cuantiosas prdidas humanas o econmicas, o que contienen
instalaciones esenciales cuyo funcionamiento es vital en condiciones de
emergencia, tales como, aunque no limitadas a:
- Hospitales, puestos de emergencia o centros de salud en general.- Estaciones de bomberos o de polica e instalaciones militares.
- Centrales elctricas y de telecomunicaciones.
- Torres de transmisin y antenas.
- Estaciones de bombeo y depsitos de agua.
- Tanques elevados y chimeneas.
- Redes de distribucin de agua, gas, electricidad, etc.
- Edificaciones gubernamentales o municipales de importancia.
- Institutos educacionales en general.
- Depsitos de materias txicas o explosivas y centros que utilicen
materiales radioactivos.
- Edificaciones que contienen objetos de valor excepcional, tales como
museos y bibliotecas.
- Monumentos y templos de valor histrico.
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Tambin se incluyen en este Grupo las construcciones cuyo uso principal
implique aglomeraciones de ms de 300 personas con cierta frecuencia, tales
como: auditorios, cines, teatros, estadios, etc.
GRUPO B: Pertenecen a este Grupo las construcciones de uso pblico
o privado tales como, aunque no limitadas a:
- Viviendas unifamiliares y bifamiliares en general.
- Edificios destinados a viviendas, oficinas, comercios y actividades
similares
- Plantas e instalaciones industriales.
- Almacenes y depsitos en general.
Tambin abarca este Grupo toda construccin cuyo colapso pueda poner en
peligro las de este Grupo o las del Grupo A.
GRUPO C: Este Grupo comprende las construcciones no clasificables
en los Grupos anteriores, no destinadas a uso como habitacin o al uso
pblico, y cuyo colapso no pueda causar daos a las construcciones de
los dos primeros Grupos.
USOS MIXTOS: Las construcciones que contengan reas de uso
correspondientes a grupos diferentes de acuerdo a la clasificacin
anterior, se ubicarn en el grupo ms desfavorable.
De acuerdo a la anterior clasificacin se establece para cada Grupo un factor
de importancia elica a conforme a la Tabla 2.1
TABLA 2.1. Factor de Importancia Elica.
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Las construcciones tambin se pueden clasificar segn las caractersticas de
respuesta al viento, y atendiendo a la naturaleza de los principales efectos que
este puede ocasionar en las construcciones, estas se pueden agrupar segn lageometra expuesta a la accin del viento en los siguientes tipos:
Tipo I: Este Tipo comprende las construcciones cerradas poco sensibles
a las rfagas y a los efectos dinmicos del viento, y aquellas cerradas en
general cuya esbeltez sea menor o igual a 5 o cuyo perodo natural de
vibracin sea menor o igual a 1 segundo. Estn comprendidas en este
tipo las construcciones con cubiertas de lminas, con una o ms
fachadas abiertas destinadas a naves industriales, teatros, auditorios,
depsitos, etc., y otras construcciones cerradas destinadas a usos
similares. Tambin se incluyen las cubiertas estructurales rgidas, o sea
aquellas capaces de resistir las acciones debidas al viento sin variar
sustancialmente su geometra.
Tipo II: Se incluyen dentro de este tipo las construcciones abiertas cuya
esbeltez sea menor o igual a 5 o que tengan un perodo natural de
vibracin menor o igual a 1 segundo, tales como las torres o antenas
atirantadas y en voladizo, los tanques elevados, los parapetos y las
vallas.
Tipo III: Pertenecen a este tipo aquellas construcciones especialmente
sensibles a las rfagas de corta duracin las cuales favorecen la
ocurrencia de oscilaciones importantes. Comprende las construcciones
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defina das como tipos I y II cuya relacin de esbeltez sea mayor de 5 o
cuyo perodo natural de vibracin sea mayor de 1 segundo, o las que por
su geometra sean propensas a fuertes vibraciones.
Tipo IV: Se tipifican en este grupo las construcciones que presentan
problemas aerodinmicos particulares, tales como las cubiertas
colgantes excluidas del tipo I, las formas aerodinmicas inestables, las
construcciones flexibles con varios perodos de vibracin prximos entre
s, etc.
2.2.5.2 Determinacin de las cargas del viento sobre elementos estructurales
a) Carga de viento sobre conductores: El efecto del viento sobre
conductores se representa mediante cargas debidas a la presin del
viento; adems el efecto del incremento en la tensin mecnica.
Carga debida a la presin del viento: La carga (Fc) esperada por el
efecto del viento sobre un claro de longitud L, aplicado a cada punto de
este claro y perpendicularmente a l, est dado por la siguiente
expresin:
Fc = q0 Cxc Gc d (L/2) sen2
En donde:
Cxc= Coeficiente de arrastre del conductor, igual a 1.00 para las
magnitudes de tensin y velocidades del viento que generalmente se
presentan.
d = Dimetro del conductor.L = Longitud del claro.
= ngulo de incidencia de la direccin del viento con respecto a la
direccin de la lnea. Este ngulo ser el que produzca la mayor carga
crtica sobre el componente.
Gc= Factor de rfaga, el cual considera la turbulencia del viento y la
respuesta dinmica del conductor, se define con el empleo de las figuras
2.5, 2.6, 2.7 y 2.8, en base a la altura Z sobre el nivel de terreno natural.
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El factor Gcest en funcin de:
La mitad de la suma de las longitudes Lm de dos claros
adyacentes del soporte considerado, proyectado de acuerdo a la
direccin del viento.
La rugosidad del terreno.
La altura media Zc del conductor sobre el terreno.
b) Carga de viento sobre aisladores: Las cargas de viento que actan
sobre aisladores fijos dependen de la carga transferida por el conductor
y de la presin del viento, al actuar directamente sobre los aisladores. La
segunda carga est dada por:
Fi = q0 Cxi Gi Si
En donde:
Cxi= Coeficiente de arrastre de los aisladores (tomar 1.20).
Si= rea del aislador proyectada horizontalmente sobre un plano vertical al
eje aislador.
Gi= Factor de rfaga definido en base a la rugosidad del terreno; vara con
la altura Z del nivel del terreno al centro de gravedad del aislador (figura
2.9).
Figura 2.5 Factor de rfaga para conductores, terreno de rugosidad A.
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Figura 2.6 Factor de rfaga para conductores, terreno de rugosidad B.
Figura 2.7 Factor de rfaga para conductores, terreno de rugosidad C.
Figura 2.8 Factor de rfaga para conductores, terreno de rugosidad D.
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Figura 2.9 Factor de rfaga para aisladores y torres.
c) Carga de viento sobre las Torres: Las cargas de viento sobre las torre
consisten de la carga transmitida por conductores y aisladores, adems
la carga que acta en la torre.
Torres con celosa de seccin rectangular cruzada:Para determinar el
efecto del viento en torres con celosa, sta se divide en paneles dealtura h, el cual se toma entre la interseccin del elemento principal y las
diagonales. Para una torre con celosa de seccin rectangular cruzada,
la carga de viento Ft, en la direccin normal, es igual a:
Ft = q0 ( 1 + 0,2 sen2 2) ( St1 Cn1 K1 cos
2+ St2 Cn2 K2 sen2) Gt
= ngulo de incidencia del viento medido en un plano horizontal.
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St1= rea de la superficie proyectada en forma normal a la cara 1 de los
miembros del panel de altura h. Cuando se determina la proyeccin del
rea de la superficie de una cara especfica, la proyeccin de los
elementos del armazn de las caras adyacentes y sus miembros de
contraveteo, puede no ser tomada en cuenta.
St2 = rea total de la superficie proyectada en forma normal sobre la
cara 2 del mismo panel.
Cn1, Cn2 = Coeficiente de arrastre sobre las caras 1 y 2 para viento
perpendicular a cada cara.
K1, K2= Factor de incidencia del viento sobre las caras 1 y 2 para viento
perpendicular a cada cara.
Gt= Factor de rfaga para considerar la accin turbulenta del viento, el
cual est en funcin de la altura Z del nivel del terreno al centro de
gravedad de la seccin y de la rugosidad del terreno.
2.2.5.3 Efectos Elicos en los cables de las torres de transmisin
Movimientos de los cables debido a la accin del viento
La geometra de las torres de soporte de una lnea de transmisin y su
diseo, las hacen estructuras altamente flexibles y puesto a que estn
sometidas en forma continua, a lo largo de su vida de servicio, a la accin de
cargas debidas a la accin del viento, son altamente susceptibles a los efectos
de los movimientos cclicos sostenidos de los cables, los cuales generan sobre
los cables flexibles, la aparicin de efectos de vibraciones elicas, galopeo y
oscilaciones sobre los subclaros, fenmenos que se muestran en formaesquemtica en la figura 2.10. Las vibraciones elicas tienen su origen en la
accin de fuerzas de viento variables en intervalos de tiempo relativamente
cortos, debido a que se presenta una diferencia de presiones, asociada a la
formacin de pequeos vrtices en el rea detrs del cable. Lo ms notable de
las vibraciones elicas, es que inducen movimientos fluctuantes de alta
frecuencia (muchos ciclos por intervalo de tiempo) y baja amplitud; adems, se
suelen presentar principalmente en la direccin vertical del cable. El origen dela aparicin del galopeo en los cables de las lneas de transmisin, est
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asociado a fuerzas verticales que provocan que dichos elementos se levanten,
debido a la accin del viento sobre un cable. Las oscilaciones sobre los
subclaros se presentan por los efectos de fuerzas de viento sobre los
conductores, las cuales actan en las zonas en barlovento y su contraparte en
sotavento.
Figura 2.10 Movimientos inducidos por el viento al actuar sobre loscables.
Efectos del movimiento de los cables
Los movimientos de los cables inducidos por el viento en las zonas altas de
las lneas de transmisin, propician la fatiga de dichos elementos flexibles(cargas cclicas repetidas) y posteriormente la falla de los mismos; lo anterior
constituye uno de los problemas ms serios para las dependencias
gubernamentales encargadas de mantener las lneas de transmisin en
correcto estado de funcionamiento, con la finalidad de evitar la interrupcin del
servicio de energa elctrica y su correspondiente efecto econmico. Cabe
mencionar que de acuerdo a la informacin de fallas que han ocurrido en lneas
areas, se ha podido observar que las fracturas de cables provocadas por el
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viento, generalmente se presentan en los puntos en los cuales los cables llegan
a conectarse a las torres de soporte.
El intervalo de frecuencias que inducen los movimientos de los cables,
descritos en el apartado anterior, son los siguientes: a) vibracin elica, de 3 a
150 Hz; b) oscilacin en los subclaros, de 0.15 a 10 Hz; y c) galopeo, de 0.08 a
3 Hz. De los tres tipos de movimientos que pueden presentarse en los
conductores, el galopeo es el fenmeno que causa mayores daos
estructurales.
Los movimientos inducidos por el viento pueden causar problemas de
vibracin en la estructura completa o en los miembros individuales; este tipo de
vibraciones pueden iniciarse por la aparicin de vrtices de Bennard, los cuales
inducen fuerzas alternantes hacia arriba y abajo en un cable circular colocado
en un fluido con turbulencia baja, similar a la que se presenta en un terreno
plano y sin obstrucciones, la cual se presenta una vez que la velocidad del
viento sobrepasa el lmite del rgimen laminar, y se originan fluctuaciones en la
velocidad del viento en intervalos cortos de tiempo.
Los vrtices inducen sobre el cuerpo fuerzas transversales peridicas,
susceptibles de generar una amplificacin excesiva de la respuesta dinmica.
El fenmeno que se acaba de describir, es peligroso debido a que origina la
fatiga de los componentes de la lnea, sobre todo en los que se ubican en la
vecindad de los puntos de fijacin de los cables a la torres.
La vibracin se inicia cuando la frecuencia de los vrtices corresponde a lafrecuencia natural de vibracin de la estructura completa o de los miembros
individuales. La siguiente expresin se puede aplicar para calcular la velocidad
crtica del viento en el vrtice, para la cual se inicia la vibracin:
Vcr =( f . s ) / Str
En donde:
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f = Frecuencia natural de vibracin del miembro individual o de la estructura
completa, en Hz.
s = Dimensin de la estructura o miembro individual en la direccin del viento,
en m.
Str = Nmero de Strouhal (depende de la forma de la estructura), adimensional.
Por otra parte, con el fin de definir el nivel en la demanda de carga (por el
efecto de amplificacin dinmica) sobre los cables y establecer la posibilidad de
instalar aditamentos que tiendan a mejorar su comportamiento dinmico, y as
abatir los costos de mantenimiento y reparacin de una lnea de alta tensin, es
necesario establecer modelos para simular dicho comportamiento. Por lo
general, se emplean dos mtodos para evaluar la vibracin elica de los cables
flexibles:
a) Evaluacin de la energa, en el dominio de las frecuencias.
b) Modelo con elementos finitos, con evaluacin en el dominio del tiempo.
2.3. Definicin de Trminos Bsicos
Acciones del Viento o Elica: Accin accidental que produce el aire en
movimiento sobre los objetos que se interponen, y que consiste,
principalmente, en empujes y succiones.
Anlisis Estructural: Determinacin de la capacidad de una estructura o
de cualquiera de sus elementos para soportar un tipo de cargas, dados
los apoyos de que consta para ello.
Barlovento: Parte de donde viene el viento con respecto a un punto o
lugar determinado.
Celosa: Estructura reticular de barras de acero interconectadas en
nodos formando retculos o tringulos planos.
CORPOELEC: Empresa integrada de energa elctrica en Venezuela.
Fue creada en 2007 mediante la fusin de las que ahora son sus filiales.
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Energa Elctrica: La electricidad se puede definir como la energa
creada por las cargas que poseen los tomos cuyo nmero de
electrones es diferente del nmero de protones en su interior.
Factor de Seguridad: Ausencia de riesgo al momento de construccin yuso de cualquier estructura.
Momento: El Momento de una fuerza respecto a un punto o eje de
rotacin es el producto de una fuerza por la distancia mnima
(perpendicular) de la fuerza al punto o eje.
Rfaga: Accin de corta duracin debida a un aumento sbito de la
velocidad del viento.
Semisuma: La mitad de la suma. La suma es a+b. La semisuma es
(a+b)/2.
Sotavento: Lado opuesto a donde sopla el viento.
Staad Pro: Software utilizado para el clculo de estructuras.
2.4 Sistema de variables
2.4.1 Variables
Diseo de torres para tendidos elctricos.
2.4.2 Definicin conceptual de variables
Las torres para tendidos elctricos son estructuras de acero que se
encargan de transportar la energa elctrica de forma area. Dichas estructuras
estn constituidas por perfiles angulares cuyos miembros se unen entre s
mediante tornillos y placas de conexin.
2.4.3 Definicin operacional de variables
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Las torres para tendidos elctricos representan una serie de anlisis y
clculos para obtener los resultados que se desean. Es necesario comparar las
normativas vigentes, determinar las cargas vivas y muertas, las combinacionesde cargas, el anlisis estructural, para luego obtener un criterio de diseo de
dichas torres considerando las acciones del viento.
Tabla 2.2Ttulo: EVALUACIN DE LOS EFECTOS DEL VIENTO SOBRE TORRES PARATENDIDOS ELCTRICOS CONSIDERANDO LAS NORMATIVAS DE DISEO
VIGENTEOBJETIVO GENERAL: Evaluar los efectos del viento sobre torres para tendidos
elctricos considerando las normativas de diseo vigentesObjetivo Variable Dimensiones Indicadores
Identificar lasnormativas
vigentes en lasdistintasempresa
Normativas
COVENIN 2003-1989ACCIONES DEL VIENTO
SOBRE LASCONSTRUCCIONES
COVENIN 1618 Estructurasde Acero para Edificaciones.
Mtodo de los estados lmites.NORMA CANTV NT-001
Normas y Especificacionespara Torres y Estructuras deSoporte de Antenas de
Transmisin, CANTV 2007NORMA CANTV NT-002
Norma Proyecto Estructuralde Torres y Soportes de Aceropara Antenas de Transmisin,
CANTV 2007
Comparar los
parmetros dediseo de lasdiferentesnormativas
Criterios de Seguridad
Factores de mayoracin.
Determinacin de CargasVivas y Muertas.
Elaborar elanlisis
estructural deuna torre para
tendidoelctrico tpica,de acuerdo conlas normativasvigentes para
Cargas Primarias Kilogramos (Kg).
Combinaciones deCarga
Kilogramos (Kg).
Otras solicitaciones de
diseo
Cargas por Viento
Esbeltez
Criteriode diseopara una
torre detendidoelctrico
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efecto de vientoEvaluar losresultados delanlisisestructural de
los efectos delviento sobre lastorres detendidoelctrico deacuerdo a lasdiferentesnormativas.
Desplazamientos Metros (m).Momentos Kilogramos por metro (Kg-m).
Fuerzas Actuantes Kilogramos (Kg).Diagramas de Corte Kilogramos (Kg).
Diagramas deMomento
Kilogramos por metro (Kg-m).
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CAPITULO III
MARCO METODOLGICODER
ECHOS
RESERVADO
S
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CAPITULO III
MARCO METODOLGICO
3.1 Tipo de investigacin
El alcance de esta investigacin es de tipo descriptivo. Los estudios
descriptivos se usan cuando se ha escogido una variable y deben explorarse
sus cualidades o variables internas. Segn Hernndez Los estudios
descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de personas,
grupos, comunidades o cualquier otro fenmeno que sea sometido a anlisis.
Miden o evalan diversos aspectos, dimensiones o componentes del fenmenoo fenmenos a investigar. Desde el punto de vista cientfico, describir es
medir. Con esta investigacin se busca definir una serie caractersticas y
rasgos importantes que precisan el comportamiento de una torre de tendido
elctrico bajo los efectos del viento tomando tambin en cuenta las normativas
para su diseo. Una investigacin descriptiva interpreta algo ya existente, de la
naturaleza actual, trabaja sobre hechos reales y tiene como objetivo dar una
interpretacin profunda y correcta.
3.2 Diseo de la investigacin
Esta investigacin se encuentra enmarcada bajo un diseo no experimental
del tipo descriptivo ya que evala los efectos de la variable viento sobre torres
de tendidos elctricos a travs de las normativas de diseo vigente, sobre el
viento no se tiene control, se evalan y analizan los resultados que arroje a
travs de un anlisis estructural.
Segn Hernndez se establece que un diseo de una investigacin no
experimental es la que se realiza sin manipular deliberadamente variables. Es
decir se trata de investigacin donde no hacemos variar intencionalmente las
variables independientes. Lo que hacemos en la investigacin no experimental
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es observar fenmenos tal y como se dan en su contexto natural, para despus
analizarlos
3.3 Poblacin y Muestra
Se entiende por poblacin a la totalidad del fenmeno a estudiar, donde las
unidades de poblacin poseen una caracterstica comn, la que se estudia y da
origen a los datos de la investigacin y como muestra a un conjunto de
unidades, que representa la conducta de la poblacin en su conjunto. Dicho
esto, dentro de una investigacin es importante establecer cul es la poblacin
y si de sta se ha tomado una muestra, se debe establecer cul ser el objeto,
evento o fenmeno a estudiar. As bien, para este estudio, la poblacin son
todas las torres de amarre, se escogi esta ya que es la que le brinda
estabilidad a los tendidos elctricos, se utilizan para los cambios se sentido en
las rutas de tendido, estabilizan las fallas, y sirve como confinamiento de
tendidos entre torres de suspensin y puntos de tensin de los conductores de
dicho tendido. La muestra es un modelo de torre de amarre la cual se evalu
bajo la norma COVENIN 2003 Acciones del Viento sobre las Construcciones y
bajo la norma CANTV NT-001, cada una, se escogieron estas dos normas ya
que son las ms actuales y las utilizadas en el estado Zulia, que es donde se
encuentra delimitada dicha investigacin.
3.4 Tcnicas de recoleccin de datos
Las tcnicas constituyen el conjunto de mecanismos, medios o recursos
dirigidos a recolectar, conservar, analizar y transmitir los datos de losfenmenos sobre los cuales se investiga.
Para la realizacin de la investigacin es indispensable la recopilacin,
lectura y compresin de las diferentes normativas que se utilizan actualmente
en el pas para el diseo de torres para tendidos elctricos ya que estas
determinan las condiciones con las cuales se analiza la variable.
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Para la recoleccin de esta informacin se utiliz la observacin documental
la cual segn Hernndez, Fernndez y Baptista (1998), consiste en el registro
sistemtico, clido y confiable de comportamientos o conductas manifiestas.
Dirigida a documentar los aspectos ms significativos de los objetos, hechos y
realidades en el contexto donde se desarrollan recabando informacin a travs
de libros, revistas, folletos, peridicos y otras fuentes bibliogrficas que se
utilizaron para investigar la variable de inters.
Para esto tomaremos en cuenta las normas COVENIN Acciones del viento
sobre las construcciones y CANTV NT-001, las cuales nos proporcionan
todas las especificaciones a tomar para poder evaluar dichas torres bajo los
efectos del viento.
Tambin se utiliz la informacin obtenida a travs del anlisis estructural de
las torres con el programa Staad Pro, la cual nos arroja las combinaciones de
cargas, desplazamientos y dems caractersticas de vital importancia para
interpretar y comprender el comportamiento de la variable, esta informacin se
document y analiz para cumplir con los objetivos planteados en la
investigacin.
3.5 Proceso Metodolgico
Dicho proceso se realiza con el fin de brindar los pasos a seguir para cumplir
con el objetivo general de este estudio que es evaluar los efectos del viento
sobre torres para tendidos elctricos considerando las normativas de diseo
vigente, los cuales los podemos dividir en las siguientes fases:
Fase I: Revisin documental de las normativas de diseo vigentes,
COVENIN 2003-89 Accin del Viento sobre las Construcciones y CANTV NT-
001, Capitulo 7 Acciones Elicas, las cuales facilitaron todas las solicitaciones
a tomar en cada una de las torres, as como tambin el proceso de clculo de
las acciones del viento sobre estas estructuras.
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Fase II: Luego de la revisin documental, se procedi a disear una torre de
amarre, utilizando la norma COVENIN 1618 Estructuras de Acero para
Edificaciones. Mtodo de los estados lmites y CANTV NT-002 Norma
Proyecto Estructural de Torres y Soportes de Acero para Antenas de
Transmisin, CANTV 2007, la cual cumpliese con todos los requisitos y
solicitaciones estructurales que se encuentran en las normas estudiadas, lo
cual permiti definir propiedades de los miembros y las caractersticas
geomtricas de la torre. Este diseo se utiliz para evaluar las diferentes
normativas en las distintas localidades previamente escogidas para esta
investigacin. La geometra, miembros y sus propiedades, numeracin de
nodos y definicin de grupos para el clculo del viento en las torres, se puede
observar en las siguientes figuras:
Figura 3.1 Geometra de la estructura.
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Figura 3.2 Definicin de Grupos.
Las figuras correspondientes a miembros y nodos, sern expuestas en la
siguiente fase, ya que al momento del clculo no se tomaron en cuenta todos
esos elementos, solo los de una cara de la torre que es la cara expuesta a la
fuerza del viento.
Fase III: Se tom el diseo de la estructura para proceder al clculo de los
factores a estudiar. Para esta investigacin se definieron los siguientesparmetros en comn, para cada modelo a evaluar:
Perodo de referencia: 50 aos.
Perodo de retorno: 25 aos.
Elevacin sobre el terreno: 0 m.
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La direccin del viento es normal a la siguiente cara de la torre,
evaluando entonces la siguiente cara de la estructura, son sus
respectivos nodos y miembros a ver a continuacin:
Figura 3.2. Cara de la torre a evaluar.
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Figura 3.3 Nodos de la torre.
Figura 3.4 Miembros de la torre.
Dicha torre se evalu con la norma COVENIN 2003-89 Acciones del Viento
sobre Construcciones y CANTV NT-001 Capitulo 7: Acciones Elicas, como
se explica a continuacin:
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COVENIN:
Clasificacin segn uso: Se selecciona tomando en cuenta el uso al cual est
destinada la construccin, se escogi el grupo A, las cuales Son aquellas
construcciones cuya falla pueda ocasionar cuantiosas prdidas humanas o
econmicas, o que contienen instalaciones esenciales cuyo funcionamiento es
vital en condiciones de emergencia, tales como, aunque no limitadas a:
- Hospitales, puestos de emergencia o centros de salud en general.
- Estaciones de bomberos o de polica e instalaciones militares.
- Centrales elctricas y de telecomunicaciones.
- Torres de transmisin y antenas.
- Estaciones de bombeo y depsitos de agua.
- Tanques elevados y chimeneas.
- Redes de distribucin de agua, gas, electricidad, etc.
- Edificaciones gubernamentales o municipales de importancia.
- Institutos educacionales en general.
- Depsitos de materias txicas o explosivas y centros que utilicen materiales
radioactivos.
- Edificaciones que contienen objetos de valor excepcional, tales como museos
y bibliotecas.
- Monumentos y templos de valor histrico.
Tambin se incluyen en este Grupo las construcciones cuyo uso principal
implique aglomeraciones de ms de 300 personas con cierta frecuencia, tales
como: auditorios, cines, teatros, estadios, etc.
Tipo de exposicin: Se selecciona tomando en cuenta las caractersticas del
terreno, se tom el tipo C, este tipo corresponde a las planicies, los campos
abiertos, las sabanas y terrenos abiertos con obstrucciones dispersas cuya
altura en general no sobrepasa de 10 metros.
Factor de importancia elica: De acuerdo con la clasificacin anterior se
establece para cada grupo un factor de importancia elica conforme a la tabla3.1.
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Tabla 3.1 Factor de importancia elica.
Como la estructura cae dentro del grupo A, dicho factor seria =1.15.
Clasificacin segn las caractersticas de respuesta: Atendiendo a la
naturaleza de los principales efectos que el viento puede ocasionar en las
construcciones, stas se clasifican segn las caractersticas de la geometraexpuesta a la accin del viento. Esta clasificacin viene dada por la relacin de
esbeltez, la cual para esta estructura dio un valor mayor a 5, cayendo en el
Tipo III, el cual dice que pertenecen a este tipo aquellas construcciones
especialmente sensibles a las rfagas de corta duracin las cuales favorecen la
ocurrencia de oscilaciones importantes. Comprende las construcciones defina
das como Tipos I y II cuya relacin de esbeltez sea mayor de 5 o cuyo perodo
natural de vibracin sea mayor de 1 segundo, o las que por su geometra seanpropensas a fuertes vibraciones.
Para la norma COVENIN el clculo de todos los factores a considerar se
hacen de acuerdo a cada grupo de la estructura, previamente definidos, y no
de toda la estructura en s.
Se procedi a calcular las reas permeables y no permeables de cada grupo
de la torre, para sacar una relacin la cual nos da el factor Cf, el cual se utiliza
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para el clculo de la estabilidad del conjunto e incluye las acciones en las
celosas a barlovento y sotavento.
Para proceder al clculo de la fuerza normal y su presin, se necesitaron los
siguientes factores: Cf, Af, Gh, qz, kz, donde:
Cf: Acciones en las torres en celosa.
Af: rea no permeable
Gh: Factor de respuesta ante rfagas
qz: Presin dinmica.
kz: Coeficiente de exposicin a la presin dinmica.
De los cuales Cf y Af ya fueron calculados y los dems factores se
obtuvieron de las siguientes tablas:
Tabla 3.2. Factor de Respuesta ante Rfagas Gh
Tabla 3.3. Constantes para el calculo de Kz.
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2.58/
0.00485
V es la velocidad del viento, el cual para esta investigacin estamos
estudiando dos casos, Maracaibo que posee un V=96 Km/h y La Caada
V=103 km/h.
Obteniendo todos los factores necesarios para el clculo de la fuerza normal
y la presin normal.
Se sabe que la fuerza resultante se encuentra en el centro de presin de la
seccin evaluada, por lo cual fue necesario llevar la fuerza a cada nodo,
multiplicando su rea tributaria por la presin normal del rea evaluada.
Las fuerzas fueron llevadas al programa Staad-Pro, el cual nos da los
resultados definitivos de los desplazamientos y ratios de la estructura.
CANTV:
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Para la clasificacin segn su uso y el tipo de exposicin fueron utilizados
los mismos para la norma COVENIN ya que esta norma maneja los mismos
criterios para dicha categorizacin.
La velocidad bsica del viento se encuentra tabulada para cada regin,
tomando como velocidad bsica para Maracaibo 120 km/h y para La Caada
100 km/h. El factor de importancia elica viene dado de acuerdo al uso de la
estructura.
Tabla 3.4. Factor de importancia elica.
El factor de probabilidad de direccin del viento Kd, depende del tipo de
estructura a construir.
Tabla 3.5. Factor de probabilidad de direccin del viendo Kd
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La categora topogrfica depende de la ubicacin de la estructura con
respecto al accidente topogrfico y la factibilidad que por efectos topogrficos
se incremente la velocidad del viento, se tom como categora T1 que son
terrenos donde no hay cambios abruptos en la topografa y considera el facto
Kt como 1.
Los parmetros asociados al tipo de exposicin se observan en la tabla 3.6
Tabla 3.6. Parmetros asociados al tipo de exposicin.
Factor topogrfico del viento:
1
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2.01//
La presin dinmica qz viene dada de la siguiente frmula:
0.00485
El factor de respuesta ante rfagas Gh es de 0,85 para estructuras de
celosa de 135 metros de altura o menores.
El rea efectiva de la torre se calcula por medio de la siguiente frmula:
A DAR
Dnde:
4.0 5.9 4.0 /
Dnde:
Af: reas no permeablesAr: reas redondas
Df=1 Viento a 0
El proceso para el clculo de fuerza, reas, reas tributarias, fuerza en los
nodos y presiones, es exactamente igual a la realizada para la norma
COVENIN, y al igual que la norma anterior los resultados de desplazamientos,
ratios y verificacin de miembros fueron realizados en el programa Staad-pro.
Fase IV: Evaluar los resultados obtenidos de fuerzas elicas resultantes para
cada uno de los casos estudiados, desplazamiento de miembros y ratio. Lo
cual permiti establecer comparaciones entre cada modelo evaluado.
Para el anlisis y evaluacin de los resultados se tomaran los grupos 01, 02,
12, 13 y 14, ya que son los ms representativos por estar en la base, y en la
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corona de la torre que es donde ocurren los mayores desplazamientos, y se
estudiaran los siguientes parmetros:
Fuerzas elicas aplicadas a la estructura, resultantes del clculo
estructural en concierto al caso estudiado.
Fuerzas elicas aplicadas a la estructura luego de ser multiplicadas por
los factores de mayores, en concierto al caso estudiado.
Desplazamientos nodales de la estructura, en concierto al caso
estudiado, resultantes del anlisis estructural a travs del Staad Pro,
sern mostrados con una escala de 4 mm por m.
Ratios de miembros de la estructura evaluados por grupo y en concierto
al caso estudiado, resultantes del anlisis estructural a travs del Staad
Pro.
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CAPITULO IV
ANLISIS Y EVALUACIN DE LOS RESULTADOS
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CAPITULO IV
ANLISIS Y EVALUACIN DE RESULTADOS
4.1 Resultados de la Investigacin.
A continuacin se presentan los resultados obtenidos a travs del diseo de las
cuatro torres de Amarre para tendidos elctricos modeladas bajo las normas
COVENIN 2003, COVENIN 1618, CANTV NT-001 y CANTV NT-002 para las
zonas de Maracaibo y La Caada de Urdaneta.
Esquema de las torres evaluadas de acuerdo a la zona y normativa:
Tabla 4.1 Casos Estudiados.
Zona Grupo Normativas.
Maracaibo
COVENIN COVENIN 2003
COVENIN 1618
CANTV CANTV NT-001
CANTV NT-002
La Caada
COVENIN COVENIN 2003
COVENIN 1618
CANTV CANTV NT-001
CANTV NT-002
Cada uno de los informes de clculo se encuentra en la seccin del apndice
A. Los inputs utilizados para el diseo en el Staad Pro se encuentran en el
apndice B.
4.2 Evaluacin de resultados de torres calculadas para la zona de Maracaibo.
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A continuacin se presenta la evaluacin de los resultados de las torres
calculadas en la zona de Maracaibo utilizando las normas COVENIN 2003
Acciones del Viento sobre las Construcciones; COVENIN 1618 Estructuras
de Acero para Edificaciones. Mtodo de los estados lmites.; CANTV NT-001
Normas y Especificaciones para Torres y Estructuras de Soporte de Antenas
de Transmisin, CANTV 2007 y CANTV NT-002 Norma Proyecto Estructural
de Torres y Soportes de Acero para Antenas de Transmisin, CANTV 2007.
4.2.1 Fuerzas elicas.
Seguidamente se muestran las fuerzas resultantes del clculo de las fuerzas
elicas bajo las normas COVENIN 2003 y CANTV NT-001.
4.2.1.1 COVENIN 2003 Acciones del Viento sobre las Construcciones
A travs del clculo estructural bajo la norma COVENIN 2003 Acciones del
Viento sobre las Construcciones y una velocidad bsica del viento de 96 Km/h.
Se obtuvieron las siguientes fuerzas aplicadas a los nodos de la estructura:
Tabla 4.2 Fuerzas Elicas. Maracaibo. COVENIN 2003.
N Nodo Fuerza (Kg.)
2 15.056052
4 15.056052
5 12.845181
9 12.845181
16 43.2250806
17 29.4374183
18 43.2250806
21 15.9011876
26 15.9011876
30 51.4389076
32 51.4389076
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34 44.0532743
36 44.0532743
38 48.32356258
40 48.32356258
42 42.92607518
44 42.92607518
46 36.6240933
48 36.6240933
49 36.8806986
52 36.8806986
55 31.0314726
56 31.0314726
59 30.3586958
60 30.3586958
61 30.8179876
62 30.8179876
69 6.2257798
70 6.2257798
71 41.4706076
72 41.4706076
73 8.0404216
74 8.0404216
77 13.5939651
78 13.5939651
83 14.5278851
84 14.5278851
85 40.7851674
86 40.7851674
89 17.0810498
90 17.0810498
92 13.893178
96 41.6064065
97 41.6064065
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100 23.834955
101 84.621681
102 84.621681
103 27.3443324
108 48.6880826
Figura 4.1 Fuerzas Elicas. Maracaibo. COVENIN 2003.
4.2.1.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres y Estructuras
de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV 2007.
A travs del clculo estructural bajo la norma CANTV NT-001 Normas y
Especificaciones para Torres y Estructuras de Soporte de Antenas de
Transmisin, CANTV 2007 y una velocidad bsica del viento de 120 Km/h. Se
obtuvieron las siguientes fuerzas aplicadas a los nodos de la estructura:
Tabla 4.3 Fuerzas Elicas. Maracaibo. CANTV NT-001.
N Nodo Fuerza (Kg.)
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2 18.84659128
4 18.84659128
5 16.07910734
9 16.07910734
16 48.70925626
17 34.51660345
18 48.70925626
21 15.79440788
26 15.79440788
30 47.63818378
32 47.63818378
34 36.80005567
36 36.80005567
38 42.24053445
40 42.24053445
42 41.86337618
44 41.86337618
46 41.24073534
48 41.24073534
49 45.30749428
52 45.30749428
55 40.31555742
56 40.31555742
59 39.4158468
60 39.4158468
61 39.98717402
62 39.98717402
69 7.82486288
70 7.82486288
71 52.8422852
72 52.8422852
73 10.10559296
74 10.10559296
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77 17.08555656
78 17.08555656
83 18.81658188
84 18.81658188
85 51.83190844
86 51.83190844
89 22.12345224
90 22.12345224
92 17.9945064
96 39.8788816
97 39.8788816
100 20.3596815
101 72.2833533
102 72.2833533
103 22.23644997
108 41.58908018
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Figura 4.2 Fuerzas Elicas. Maracaibo. CANTV NT-001.
4.2.1.3 Evaluacin de los resultados.
En los siguientes grficos se muestra una comparacin entre los resultados
obtenidos entre las fuerzas elicas calculadas con la norma COVENIN 2003
Acciones del Viento sobre las Construcciones con una velocidad bsica del
viento de 96 Km/h y la norma CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para
Torres y Estructuras de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV 2007 con
una velocidad bsica del viento de 120 Km/h.
Figura 4.3 Diagrama de barras. Comparacin Fuerzas. Maracaibo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2 516
18
26
32
36
40
44
48
52
56
60
62
70
72
74
78
84
86
90
96
100
102
108
FUERZAKG.
N NODO
CANTV
COVENIN
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Figura 4.4 Diagrama de Lneas. Comparacin Fuerzas. Maracaibo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2 516
18
26
32
36
40
44
48
52
56
60
62
70
72
74
78
84
86
90
96
100
102
108
FUERZAKG.
N NODO
CANTV
COVENIN
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
73/134
Figura 4.5 Diagrama barras apiladas. Comparacin Fuerzas. Maracaibo.
4.2.2 Fuerzas elicas multiplicadas por los factores de mayoracin.
18,84718,84716,07916,079
48,70934,517
48,70915,79415,794
47,63847,638
36,80036,80042,24142,241
41,86341,863
41,24141,241
45,30745,30740,31640,31639,41639,41639,98739,987
7,8257,825
52,84252,84210,10610,10617,08617,08618,81718,81751,83251,83222,12322,12317,995
39,87939,879
20,36072,28372,283
22,23641,589
15,05615,05612,84512,845
43,22529,437
43,22515,90115,901
51,43951,439
44,05344,05348,32448,324
42,92642,926
36,62436,624
36,88136,88131,03131,03130,35930,35930,81830,818
6,2266,226
41,47141,4718,0408,040
13,59413,59414,52814,52840,78540,78517,08117,08113,893
41,60641,606
23,83584,62284,622
27,34448,688
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
2
5
16
18
26
32
36
40
44
48
52
56
60
62
70
72
74
78
84
86
90
96
100
102
108
NNODO
CANTV COVENIN
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
74/134
Seguidamente se muestran las fuerzas resultantes luego de multiplicar por los
factores de mayoracin especificados en las normas COVENIN 1618 y CANTV
NT-001.
4.2.2.1 COVENIN 1618 Estructuras de Acero para Edificaciones. Mtodo de
los estados lmites.
En el captulo 10 de la norma COVENIN 1618 se encuentran especificadas las
solicitaciones de carga de la cual tomamos como referencia el valor 1.30 como
el factor de mayoracin de mayor dimensin para las cargas de viento, a
continuacin se muestra la tabla con las cargas de viento mayoradas:
Tabla 4.4 Fuerzas Elicas Mayoradas. Maracaibo. COVENIN 1618.
N Nodo Fuerza Mayorada (Kg.)
2 19.5728676
4 19.5728676
5 16.6987353
9 16.6987353
16 56.19260478
17 38.26864379
18 56.19260478
21 20.67154388
26 20.67154388
30 66.87057988
32 66.87057988
34 57.26925659
36 57.26925659
38 62.82063135
40 62.82063135
42 55.80389773
44 55.80389773
46 47.61132129
48 47.61132129
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
75/134
49 47.94490818
52 47.94490818
55 40.34091438
56 40.34091438
59 39.46630454
60 39.46630454
61 40.06338388
62 40.06338388
69 8.09351374
70 8.09351374
71 53.91178988
72 53.91178988
73 10.45254808
74 10.45254808
77 17.67215463
78 17.67215463
83 18.88625063
84 18.88625063
85 53.02071762
86 53.02071762
89 22.20536474
90 22.20536474
92 18.0611314
96 54.08832845
97 54.08832845
100 30.9854415
101 110.0081853
102 110.0081853
103 35.54763212
108 63.29450738
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
76/134
4.2.2.2 CANTV NT-001 Normas y Especificaciones para Torres y Estructuras
de Soporte de Antenas de Transmisin, CANTV 2007.
En el Captulo 3 de la norma CANTV NT-001 se encuentran especificadas las
solicitaciones de carga de la cual tomamos como referencia el valor 1.60 como
el factor de mayoracin de mayor dimensin para las cargas de viento, a
continuacin se muestra la tabla con las cargas de viento mayoradas:
Tabla 4.5 Fuerzas Elicas Mayoradas. Maracaibo. CANTV NT-001.
N Nodo Fuerza Mayorada (Kg.)
2 30.15454605
4 30.15454605
5 25.72657174
9 25.72657174
16 77.93481002
17 55.22656552
18 77.93481002
21 25.27105261
26 25.27105261
30 76.22109405
32 76.22109405
34 58.88008907
36 58.88008907
38 67.58485512
40 67.58485512
42 66.98140189
44 66.98140189
46 65.98517654
48 65.98517654
49 72.49199085
52 72.49199085
55 64.50489187
56 64.50489187
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
77/134
59 63.06535488
60 63.06535488
61 63.97947843
62 63.97947843
69 12.51978061
70 12.51978061
71 84.54765632
72 84.54765632
73 16.16894874
74 16.16894874
77 27.3368905
78 27.3368905
83 30.10653101
84 30.10653101
85 82.9310535
86 82.9310535
89 35.39752358
90 35.39752358
92 28.79121024
96 63.80621056
97 63.80621056
100 32.5754904
101 115.6533653
102 115.6533653
103 35.57831995
108 66.54252829
4.2.2.3 Evaluacin de los resultados.
En los siguientes grficos se muestra una comparacin entre los resultados
obtenidos entre las fuerzas elicas mayoradas con la norma COVENIN 1618
Estructuras de Acero para Edificaciones. Mtodo de los estados lmites con
un factor de mayoracin de 1.3 y la norma CANTV NT-001 Normas y
DERECH
OSRES
ERVADOS
-
7/25/2019 2301-11-04117.desbloqueado
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Especificaciones para Torres y Estructuras de Soporte de Antenas de
T