DISEO LINEA DE TRANSMISIN LA ESMERALDA LA HERMOSA DOBLE CIRUCITO 230 KV CRITERIOS DE DISEO 1. Vida econmica til: 25 50 aos (30 aos). 2. Grado de confiabilidad. 3. Corrosin y contaminacin: existencia de industrias contaminantes, corrosin de elementos no enterrados, cenizas volcnicas (medir acidez del suelo). 4. Tasas de descuento para anlisis econmicos: tasas de retorno anuales del 6%. 5. Precios de energa y potencia. 6. Problemas ecolgicos (Estudios de radio-interferencia, evitar en el trazado de un lnea guaduales, cacaotales y cafetales) 7. Derechos de servidumbres (Costo de sitios de torres, servidumbre y cultivos) 8. Parmetros electromecnicos. a. Voltaje nominal: 230 KV. b. Nmero de circuitos: doble circuito. c. Demanda y factor de potencia: ao por ao para el periodo inicial de vida de la lnea (16 aos), despus se consideraran constantes. d. Curva de carga diaria del sistema asociado con la lnea (determinar ao por ao los factores de carga y perdidas a usar en el diseo de la lnea). e. Mxima corriente de falla (31.5 KA) f. Mxima regulacin permisible: 7% operacin normal. g. Mximo voltaje de operacin: 245 KV. h. Mximo sobrevoltaje a 60 HZ.

i. Mximo sobrevoltaje de maniobra. j. Mxima probabilidad de falla permisible por accionamiento. k. Nivel cerunico (30 das por ao). l. Grado de apantallamiento: disear la posicin del cable de guarda para apatallamiento perfecto. m. Resistencia de puesta a tierra: = 300 m R = 20 (Tcnico econmico) n. Mximo nmero aceptable de salidas por onda portadora. o. Necesidad de transmisin por onda portadora. p. Mnima relacin de seal a ruido permisible por zonas. q. Distancias de aislamiento a masa, tierra, obstculos. r. Mximo esfuerzo en la boca de la grapa a causa de vibraciones: 150 -strains pico mximo esfuerzo. s. Limitantes para tensionado del conductor: se adoptan los siguientes lmites con respecto a la tensin de rotura. Tensin mxima a mnima temperatura con viento 40% Tensin inicial a mnima temperatura sin viento Tensin final a mnima temperatura sin viento 35% 25%

Tensin en condicin diaria (temp. promedio) sin viento 19%. 9. Parmetros meteorolgicos. Definicin: rboles de carga (viento) Aislamiento (humedad, presin elctricas, contaminacin). atmosfrica, tormentas

Seleccin conductor (altura SNM, temperatura, precipitacin, radiacin solar, contaminacin)

Plantillado (viento y temperatura) a. Viento. Velocidad mxima: se obtiene a partir de la velocidad mxima absoluta anual y se aplica sobre la estructura y cadenas de aisladores. Velocidad media: es la velocidad correspondiente a la extrapolacin de las velocidades medias obtenidas de las mximas absolutas mensuales y se aplica sobre los conductores. Velocidad diaria: se usa fundamentalmente para el clculo de los esfuerzos por vibraciones. Direccin predominante. b. Temperatura. Mxima anual promedia. Ambiente media. Mnima anual promedia. c. Humedad relativa. d. Presin atmosfrica. e. Precipitacin: se utiliza en el clculo de prdidas por efecto corona en das lluviosos (nmero de das con lluvia y la intensidad de la misma) f. Radiacin solar: se estima su valor a partir de la informacin de brillo solar. g. Estadsticas sobre tormentas. h. Periodos de recurrencia de los factores climatolgicos. 10. Parmetros geotcnicos y topogrficos.

a. Tipos y caractersticas de las formaciones geolgicas. Comportamiento de los suelos. Definir un corredor con muy buenas caractersticas geotcnicas (ruta de la lnea) b. Tipos de suelos y capacidades portantes: efectuar ensayos de laboratorio y de campo para determinar estos parmetros bsicos del diseo de cimentaciones. c. Nivel fretico y zonas inundables. d. Erosionabilidad y estabilidad local: se debe efectuar un estudio que genere las recomendaciones geotcnicas y geolgicas de cada uno de los sitios de torres. e. Agresividad qumica: realizar ensayos que determinen las caractersticas qumicas del suelo (que ste no contenga agentes agresivos a ciertos compuestos o elementos especficos: acero, concreto, etc.). f. Resistividad. g. Fuentes de materiales. h. Cruces especiales.

CRITERIOS GENERALES DE DISEO LNEA 230 KV. (DOBLECIRCUITO) LA EMERALDA LA HERMOSA 1. Viento a. Velocidades bsicas de viento (V), para el diseo de lneas de transmisin se consideran dos velocidades de viento (Velocidad mxima absoluta y velocidad mxima media) b. Velocidad de diseo (Vs)Vs = V * S1 * S 2

DondeS1 S2

= Factor topogrfico = Caractersticas propias del terreno (obstculos, dimensiones y tipo de estructura).

c. Probabilidad de ocurrencia.1 =1 T n

Donde: P = Probabilidad de ocurrencia de que un viento mayor al viento bsico se presente por lo menos una vez durante e tiempo de exposicin de la estructura. Perodo de retorno de la velocidad bsica (este valor se relaciona estrechamente con el grado de confiabilidad establecido). Nmero de aos que estar expuesta la estructura.

T=

n= 2. Temperatura

a. Temperatura ambiental a todo lo largo de la lnea Temperatura media anual. Temperatura mxima media anual.

Temperatura mnima media anual. Temperatura mxima absoluta. Temperatura mnima absoluta. Variaciones multianuales. b. Correlacin con altitud (Una correlacin muy comn es la de temperatura contra altura SNM) c. Temperatura en conductores y cables: la temperatura real de estos se debe tener en cuenta para garantizar las distancias de aislamiento mnimas. 3. Densidad de aire. 4. Zonas de diseo (Zonificar la lnea tratando de establecer zonas cuyas caractersticas principales sean semejantes) 5. Factores ecolgicos: en el impacto ecolgico causado se deben distinguir dos etapas muy diferentes: La construccin: durante esta se producen los mayores perjuicios a la vegetacin y a terreno una vez concluya se inicia un proceso lento de recuperacin.

Operacin normal de la lnea: problemas de radio-interferencia y campos electromagnticos. 6. Factores geolgicos y geotcnicos: las investigaciones geolgicas generales o detalladas deben tratar todo lo relacionado con: geomorfologa, litologa (origen de los suelos), erosionabilidad, determinacin de zonas estables e inestables y estudios geotcnicos a todo lo largo de la ruta de la lnea. 7. Zonas topogrficas: el relieve de los terrenos que cruza la lnea (montaoso, ondulado, plano), las vas de acceso a los sitios de tome (las existentes, la factibilidad de construccin de las no existentes, verificar la posibilidad de trfico pesado para el transporte de materiales y equipos al sitio de obra), los cruces especiales (informacin topografa en ros, carreteras troncales, lneas de transmisin).

8. Servidumbre

CRITERIOS ELECTROMECNICOS 1. Efectos Electromagnticos (Ancho zona de servidumbre): analizar los efectos de radio-interferencia producidos por la lnea. 2. Seleccin del conductor: es una de las fases ms importantes dentro del diseo de una lnea de transmisin, ya que de el depende: La adecuada transmisin de potencia Tamao de las estructuras y fundaciones Costo de herrajes y accesorios La ausencia o existencia de problemas en sistemas de comunicacin vecinas Representa una parte muy importante del costo total de la lnea, ms del 20% Dentro de esta seleccin se deben tener en cuenta algunos aspectos tcnicos y econmicos: a. Disponibilidad de materiales Conductores de aluminio con ncleo de acero, ACSR Conductores de aleacin de aluminio (Zonas en ambientes corrosivos) b. Radio-interferencia Normas del Ministerio de Comunicaciones Intensidad media de la seal Lmites de radio-interferencia: el valor del ruido mximo que pueden producir los conductores es de 32db que sale de la siguiente ecuacin:SNR = S N

Donde

SNR = Relacin seal-ruido, db (22) S N = Valor de la seal, db (54) = Ruido mximo, db.

Nota: Normalmente para lneas de transmisin entre 200 a 300 Kv, el lmite de radio-interferencia a 15m de las fases laterales no debe sobrepasar los 48 db. Onda Portadora: de acuerdo a las caractersticas del equipo de onda portadora deber verificarse si el ruido inducido por la lnea es aceptable para mantener un, SNR = 24 db. c. Conductor econmico: el modelo del conductor econmico calcula el costo total de la lnea de transmisin en funcin de los dimetros de los conductores preseleccionados, para la combinacin de las variables siguientes: Potencia, FP, Factor de Carga, Factor de Prdida, Vida til de la Lnea, Tarifa del Kw. /h de del kw. y tasas de descuento. Para factores de anlisis econmico se entiende por costo total la suma de los siguientes tems: Costo de prdidas resistivas en valor presente Costo de prdidas por corona en valor presente Costo CIF de los conductores Costo de las torres vestidas incluido el montaje Costo de las cimentaciones Costos fijos (Cables de guarda, puestas de tierra, etc.) Nota: Los otros cotos totales como servidumbres, levantamientos, supervisin e ingeniera etc., se consideran independientes del tamao del conductor y por lo tanto no se incluyen en el anlisis. d. Capacidad de corriente: Para el clculo de la capacidad amprica de los conductores se emplea la ecuacin de equilibrio trmico:

I=

( qc + qr qs )r

Donde: I = Corriente

qc = Prdida de calor por conveccin qr = Calor radicado qs = Calor recibido por radiacin solar r e. = Resistencia efectiva en CA Regulacin:

7% para condiciones normales (mxima cargo en los dos circuitos) 10% para condiciones de contingencia 3. Seleccin y posicin del cable de guarda: a. Grado de apantallamiento (Apantallamiento perfecto) b. Posicionamiento (mtodo electrogeomtrico, metodologa de Whitehead) c. Disponibilidad de materiales d. Compatibilidad mecnica con el conductor e. Prdidas f. Seleccin tcnica: se debe verificar que los voltajes de paso y de contacto no excedan los mximos adoptados en nuestros pas. Voltajes de paso (Voltios) En vas transitadas En otros sitios Voltajes de contacto (Voltios) Duracin de la falla 0.1 Seg. 1 Seg. 165 85 340 125 Duracin de la falla

0.1 Seg. 340

1 Seg. 125

g. Seleccin Econmica: para cada cable estudiado y que tcnicamente cumpla, se consideran el valor presente del costo de las prdidas, combinado con los siguientes costos: Costo del cable Costo de las estructuras Costo de la puesta a tierra asociada Costo eventual del aislamiento 4. Estudio de Puestas a tierra: resulta muy importante hace runa adecuada seleccin de la puesta a tierra a fin de que sea mecnicamente funcional y permita lograr economa en la seleccin del aislamiento y cables de guarda. a. Resistividad del terreno: elaborar un mapa de resistividades a lo largo del recorrido de la lnea (del cual se estudiar la conveniencia de tomar valores promedios dependiendo de una uniformidad, o valores mximos, para propsitos de diseo de la puesta a tierra norma (sondeos geoelctricos). b. Perfil de resistividades de la lnea: determinar las zonas de aislamiento de la lnea y los puntos de alta resistividad en los que es necesario puestas a tierra especiales. c. Materiales ngulos o varilla de acero galvanizado Varillas recubiertas con cobre SUELO No corrosivo Corrosivo CABLE CONECTORES Acero Acero galvanizado Cobre Bronce

d. Puesta a tierra normal (1 varilla en cada pata) e. Puesta a tierra especial (Contrapesos) f. Voltaje de contacto

g. Resistencia de puesta a tierra mxima h. Resistencia de puesta a tierra promedio i. Anlisis econmico 5. Estudio de aislamiento: el diseo de aislamiento de una lnea de transmisin consiste en realizar una verificacin de los esfuerzos elctricos que soporta la lnea, por baja frecuencia, accionamientos o descargas atmosfricas y la resistencia que tenga dicho aislamiento. El paso inicial consiste en determinar las zonas de aislamiento de acuerdo con las alturas sobre el nivel del mas que tenga el perfil de la lnea en consideracin, pues la caractersticas de e densidad y humedad afectan el diseo del aislamiento. Es indispensable adems fijar otros parmetros tales como el nivel isocerunico, vano promedio y nmero de salidas adoptados por lnea. Los clculos se realizarn teniendo en cuenta los valores de resistencia de puesta a tierra, que se adopten. a. Aislamiento a frecuencia industrial: el estudio para este tipo de aislamiento, se realiza en condiciones de viento mximo. b. Aislamiento por maniobras: el aislamiento se recomienda, se realice en condiciones de viento medio. c. Aislamiento por descargas atmosfricas: son generalmente los determinantes del aislamiento hasta niveles de tensin de 5220 y 345 Kv. Se debe de realizar el estudio considerado la no presencia de viento y para condiciones donde se tiene inclinacin permanente de la cadena de aisladores. d. Resistencia mecnica para las cadenas de aisladores: esta se define de acuerdo con los resultados de flechas y tensiones y con los vanos viento, peso y regulador reales de la lnea. (Se deben minimizar los repuestos) 6. Estudio de tensionado (Influye en el aspecto tcnico-econmico) Tensin Alta: Reduce el nmero de estructuras Requiere un diseo ms exigente tanto de la estructura como de la cimentacin

Aumenta el riesgo de dao en los conductores por vibracin. Tensin Baja: Disminuye el peso y las caractersticas de la cimentacin de las estructuras Minimiza los problemas de vibracin pero a costo de una gran cantidad de torres y muchos problemas de acercamiento. La formulacin exacta involucra el uso de la catenaria a partir de ecuaciones hiperblicas. Una ves se establece el conjunto de condiciones limitantes mediante el uso de la Ecuacin de Estado se procede a encontrar cul de las condiciones, limitantes domina el clculo (condicin actual) y mediante la misma ecuacin se calculan las flechas y tensiones para cada condicin limitante. a. Creep: es un fenmeno que depende del metal, el esfuerzo temperatura. b. Vibraciones c. Condiciones limitantes d. Condiciones actuales e. Condiciones iniciales f. Condiciones finales Condicin diaria: para esta condicin se deben tomar la temperatura media ambiental sin viento y la tensin horizontal mxima del orden del 19% de la tensin de rotura. Condicin de mnima tensin: para este caso la tensin no es el factor crtico sino la flecha. Esta condicin va a dominar el proceso de plantillado ya que con ella se obtienen las mayores flechas que definirn la localizacin y altura de las estructuras. En el pas de acuerdo a lo investigado para lneas de transmisin a 230Kv la temperatura mxima siempre se ha aproximado a los 75 C. y la

Condicin de mxima tensin: la tensin lmite permisible es del orden del 40-50% de la tensin de rotura, segn se considere viento mximo o medio (para esta lnea se tomo viento mximo). g. Desbalances (Grfico de vano regulador Vs tensin) 7. Plantillado a. Topografa y geotcnica b. Distancias a tierra (m) Vas frreas Vas accesibles a trfico pesado Vas accesibles a peatones solamente Vas a trfico liviano solamente Terreno cultivables Ros, lagos y lagunas Otras lneas elctricas 4.5 Lneas de comunicacin 3.5 Edificaciones 5 Terrenos inaccesibles a vehculos 6.5 Terrenos normales, accesibles a vehculos 7.5 Carreteras, calles, caminos 8 Carretera, troncales, avenidas 8.5 Edificaciones, paredes, balcones, casas 6.5 Lneas de potencia y transmisin 4.5 Lneas de comunicacin 3.5 rboles o cultivos 4.5 Vas frreas 12.5 Campos de deporte 12 c. Vano peso: el clculo de este se realiza utilizando la ecuacin de la catenaria. Vano peso positivo Vano peso negativo (Colocar la cadena invertida) d. Vano viento: para efectos de clculo el vano viento se toma como la semisuma de los vanos adyacentes. Debido a que las rfagas de viento no presentan un frente de onda muy extenso y que el NORMAS NESC 9 7.5 7.5 6.5 4.5

conductor requiere de un cierto tiempo de respuesta, se utiliza una reduccin para vanos vientos por encima de 200 m equivalente a:VEV = 0.6 * VV + 80

Donde: VEV = VV = Vano Expuesto al viento, m. Vano viento, m.

e. Vano promedio: es la media aritmtica de los vanos reales presentes en una lnea. f. Vano regulador: (VR)VR =

L L

3

Donde: L= Vano horizontal, m (esta frmula solo es aplicable si los apoyos se encuentran al mismo nivel)

VR =

L D L2

Donde: D= Vano inclinado, m (cuando el desnivel es mayor del 15%)

g. Relacin de vanos adyacentes h. ngulos de deflexin, curva de utilizacin (define la combinacin lmite de ngulo de deflexin y de vano viento para cada tipo de estructura) i. Costos: como resultado del plantillado, se obtiene una localizacin de estructuras ptima de acuerdo a los valores establecidos por los parmetros anteriores.

Nota: si existen demasiados ngulos, el proceso de plantillado se afecta porque stos puntos son sitios obligados para ubicar estructuras. j. Conjunto Estructura Cimentacin: La seleccin de las caractersticas de los rboles de carga de una estructura debe hacerse teniendo en cuenta sus implicaciones sobre la cimentacin. a. Estructuras (Anlisis y diseo) De suspensin Para retenciones intermedia (amarre) Terminales b. Cimentaciones (Cargas a compresin, traccin y cortantes horizontales) Tipos de suelos (Tipo de Fundacin) Capacidad Portante 1-2 Kg. /cm2 ms frecuente entre lneas. Tipos de cimentaciones Zapatas Parrillas Pata de elefante Pilotes Platea (placa corrida) Anclaje en roca

c. Cargas (transversales, verticales y longitudinales) Transversales: comprenden las fuerzas generadas por la accin del viento y las ejercidas sobre las estructuras por los conductores y cables de guarda en aquellos sitios donde existe ngulo de deflexin. Verticales: incluyen el peso propio de los elementos as como del equipo, las herramientas y los operarios encargados de las labores de mantenimiento y montaje de la lnea. Longitudinales: corresponden a la solicitacin resultante de la rotura unilateral de los conductores y/o cables, segn el

caso; a la ejercida por la accin del viento en las torres terminales de la lnea y a las generadas por desbalance vectorial ante la presencia de vanos reguladores adyacentes diferentes en las torres de retencin. 1. Regmenes de Carga: se analizan dos para cada tipo de estructura (suspensin, retencin y terminal), que deben ser resistidos por los apoyos con seguridad y estabilidad. (Rgimen normal y excepcional). 2. Hiptesis de carga: con base en las caractersticas propias de cada lnea de transmisin se procede a determinar las combinaciones factibles de carga y su simultaneidad que pueden afectar la estabilidad de las estructuras y cimientos (hiptesis de cargas normales y excepcionales). 3. Seleccin y evaluacin de cargas: Transversales ocasionadas por accin elica:P0 = 0.0625 (Vs ) 2

Donde: P0 = Presin dinmica a 10 m. de altura sobre el nivel del suelo, Kg. / m2 Vs = Velocidad del viento de diseo m/seg. Nota: para elementos situados por encima de los 10 m, la presin dinmica se corrige as:h Ph = P0 10 0.087

Donde: Ph = Presin dinmica a la altura h deseada, Kg. /m2. En trminos generales, una carga T generada por el viento se calcula:T = C * Ph * A , Kg.

Donde:

C = Coeficiente de fuerza correspondiente al tipo y forma de la estructura o elemento asociado. A = rea efectiva, normal y expuesta al viento, m2. Nota: Las cargas generadas por el viento sobre las estructuras de una lnea de transmisin se analizan como cargas estticas equivalentes a las cargas dinmicas, producidas por la accin del viento actuando en direccin horizontal (perpendicular al eje de la lnea en las torres de suspensin y retencin y/o paralelas al mismo eje en las terminales).

T = 4.3*Ph *A(1-1.16*S)Donde: T = Carga esttica equivalente correspondiente al panel considerado, aplicada en el nudo o nudos superiores del mismo, Kg. Ph = Presin dinmica calculada para la altura h que corresponde a la parte superior del panel considerado, Kg. / m2. A = rea expuesta, realmente al viento, m2. (Corresponde al rea proyectada sobre un plano perpendicular a la direccin supuesta del viento de cada panel considerado). S = Relacin de solidez del panel del clculo.S= A Ap

Ap = rea perimetral, m2. Nota: La fuerza total del viento sobre la torre es la de todas las fuerzas T asociadas a cada panel en que se divida la cara expuesta de la estructura. Las cargas generadas por el viento sobre conductores y cables de guarda se calculan: los

Tc = cc * Ph * A

Donde: cc = Coeficiente de fuerza (para objetos de seccin transversal, circular depende, de Vs, V, Dc y su magnitud depende del nmero de Reynolds, Re) Re = Dc *Vs v

Donde: Vs = Velocidad del viento, m/seg. Dc = Dimetro del cable, m. v = Viscosidad cinemtica del aire. Nota: Cuando la relacin entre la longitud del cable y su dimetro es superior a 100, caso de los conductores y cables de guarda normalmente utilizados, el cc se escoge de los valores dados en la FIGURA N 2 de acuerdo con el tipo de trenzado. Ph = Presin dinmica calculada a la altura de la cruceta intermedia de la torre ms alta, Kg. /m2. A = rea expuesta al viento, m2.

A = Dc * VEVDonde: VEV = Vano expuesto al viento, m. VEV = 0.6VV + 80 (para VV > 200m). En resumen, la carga sobre los conductores y cables de guardia en funcin del vano viento es:Tc = cc * Ph * Dc *VEV , Kg.

Las cargas generadas por el viento sobre las cadenas de aisladores se calculan as:TA = CA * Ph * A

Donde: CA = Coeficiente de fuerza para las cadenas de aisladores FIGURA N 2 (se considera que superficie no es lisa ni uniforme para involucrar el efecto producido por los herrajes, caperuzas, vstagos, grapas, etc.). A = rea efectiva expuesta al viento, m2, (para la cadena se considera equivalente al 60% del producto del su dimetro por su longitud)

A = DA*LcDonde: DA = Dimetro del aislador, m. Lc = Longitud total de la cadena, m.TA = 0.6 * CA * Ph * DA * Lc , Kg.

Cargas transversales ocasionadas por el efecto del ngulo de deflexin: estas corresponden a la componente normal a la bisectriz del ngulo de deflexin calculado con base en la tensin horizontal en los conductores y/o cables de guarda. Nota: Adems de las cargas transversales ocasionadas por la accin elica y por los ngulos de deflexin debe tenerse en cuenta la solicitacin transversal que el hombre puede inducir a la estructura especialmente en las labores de tendido. Cargas longitudinales debidas al viento (nicamente en las estructura terminales se consideran las cargas de viento actuando horizontalmente y en direccin paralela al eje de la lnea).

Los parmetros generales que intervienen en la definicin de estas cargas son los mismos analizados para las fuerzas transversales de viento. Cargas longitudinales (conductores y cables de guardia): Estas cargas corresponden a las componentes horizontales ms crticas de las fuerzas de traccin ejercidas por los conductores y/o cables de guarda. Cargas longitudinales (montaje y mantenimiento): particularmente en las estructuras de retencin se introducen sobreextensiones en los conductores y cables de guarda para liberar los elementos de las cadenas de aisladores o los conjuntos de amarre. El valor de esta fuerza, para cada vano de diseo, se involucra en la traccin ejercida por los conductores o cables de guarda. Cargas verticales (estructuras): se debe considerar el peso propio repartido en dos cargas verticales iguales que actan en los dos nudos extremos del elemento. Cargas verticales (conjuntos para las suspensiones y retenciones): Peso propio de todo los elementos que conforman las cadenas de suspensin y retencin de conductores y cables de guarda Cargas verticales de conductores y cables de guarda: se calculan de acuerdo a los vanos pesos que se definan para cada tipo de torre y a los pesos unitarios de los conductores y cables de guarda. Cargas verticales ocasionadas por el montaje y mantenimiento: comprenden el peso de operarios, el equipo y las herramientas. Se acostumbra especificar para miembros con esfuerzos no calculados una carga vertical de 110 Kg. Aplicada en el centro de la luz.

d. Distribucin probabilstica y simultaneidad de cargas: Existen varios mtodos para efectuar clculos probabilsticos basados en datos estadsticos confiables, siendo el ms utilizado el de GUMBEL. Adicionalmente al tratamiento probabilstico que se d a las cargas debe considerarse muy cuidadosamente la simultaneidad de las mismas ya que solamente las cargas verticales (peso propio) actan permanentemente y los agentes que producen las otras cargas son variables. Es necesario entonces combinar los vientos mximos con las temperaturas en forma realista para no aplicar en el diseo cargas mximas cuya ocurrencia real sea improbable (se puede introducir el concepto de carga ltima). Se propone que utilizando tcnicas probabilsticas y de combinacin realista de cargas actuantes, se trabaje con cargas ltimas o sea aquellas que se espera acten sobre la estructura durante un lapso de tiempo (periodo de retorno) determinado, y cuyo efecto sea tal que el riesgo de falla de estructura sea tambin conocido as como el costo que se deba pagar para llegar al riesgo asumido. La carga ltima (sin factor de sobrecarga) se utiliza entonces para calcular las reacciones mximas en todos los componentes de la lnea. e. Dispersin en la resistencia de los materiales: Materiales de la estructura (certificado de la acera y del control de fabricacin (corte, perforacin y doblado de los perfiles y platicas por parte del fabricante)). Materiales de la cimentacin: se trabaja con cargas ltimas transmitidas por la estructura y por tanto se debe considerar la resistencia ltima a la comprensin del suelo. f. Confiabilidad del conjunto estructura cimentacin: Cargas y resistencias: se debe establecer la relacin que debe existir entre carga y resistencia en los componentes de una lnea para alcanzar un comportamiento confiable y econmico. La confiabilidad de una lnea puede expresarse como:

Ps = 1 Pf Donde:Pf = f ( R Q )( R Q)

(1) (2)

P = f ( z ) f z Z = R Q

Donde: R = Resistencia de cada componente Q = Carga de cada componente Nota: en la FIGURA N 3 se incluye la interpretacin grfica de esta ecuacin (1) y (2). El clculo de estas ecuaciones (1) y(2), no es fcil porque en la realidad las lneas se transmisin no son un material homogneo y no tienen una funcin de resistencia de densidad definida. Factores de uso: se define como la relacin entre las cargas ltimas aplicadas y las cargas ltimas de diseo de la estructura. Es necesario estudiar con cuidado el factor de uso de las estructuras en tal forma que nos permita una mejor determinacin de la confiabilidad de las estructuras. El factor de uso depende de las siguientes variables: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Vano viento Vano peso ngulo de desviacin admisible Tipos de torres disponibles para el plantillado Grado de optimizacin del plantillado Tipo de terreno que atraviesa la lnea Limitaciones en el terreno para ubicar torres

Confiabilidad (Ps): puede ser expresada por la probabilidad de que R>Q

Ps = 1 Pf Pf = 1 Ps= P( R Q )

= ( R Q ) ( R Q )

0

Riesgo de falla: se sugiere la siguiente secuencia en un nivel jerrquico, iniciando en el componente ms dbil: Torres en tangente y sus fundaciones Torres en ngulo y sus fundaciones Conductor y sus herrajes

Relacin costo - riesgo: el nivel de confiabilidad ptima es aquel que, corresponde al mnimo costo total de una lnea de transmisin. Costo total = Inversin inicial + Costo de mantenimiento rutinario en n aos + Costo de fallas futurasCt = Ci + Ce + ( m j Pf c fn j =1

)

Donde: Ct = Costo total ene. Momento de la decisin, ao cero. Ci = Costo de inversin inicial. Ce = Costo de mantenimiento rutinario en n aos. n = Vida econmica de la lnea expresada en aos. m = Factor de descuento netom= 1

(1 + r )

r = Rata de descuento neto

r=

Ratadedesc uentoneto ratade inf lacin (1 + ratade inf lacin )

Pf = Probabilidad de falla anual de la lnea Cf. = Costo de falla (incluye costos de reparacin, prdidas de ventas de energa y costo social) Seguridad: es la capacidad de la lnea a estar protegida de fallas incontrolables. Debido a que la seguridad es un concepto determinstico no es posible calcular el nivel de seguridad ptimo. Sin embargo utilizando experiencias anteriores es posible adoptar un criterio racional en esta sentido. g. Mtodo de anlisis 1. Lmites de diseo: se escoge el perfil ms econmico que cumpla los requerimientos del anlisis y tambin con las restricciones adicionales impuestas al diseo: Dimensiones mnimas Esbelteces mximas Esfuerzos permisibles (depende de la carga, la esbeltez y las propiedades geomtricas del elemento y de la forma de aplicacin de la carga) Fabricacin (Longitud mxima de elementos, tolerancias, forma de empalme y conexin de estos)