ModeLAdo esTRucTuRAL de uNA LíNeA de TRANsMIsIÓN BAjo cARGA desceNdeNTe

3.1 Torre de celosía y cables de retención

Shehata et al. (2005) desarrollaron un modelo de elementos finitos para simular la Torre y los cables de conexión como un elemento de marco tridimensional, lineal, de dos nodos con tres grados de libertad de traslación y tres de rotación por nodo

Cada miembro de la Torre fue simulado por un elemento Se asumieron conexiones rígidas entre los miembros de la Torre, al permanecer conectados físicamente mediante conexiones atornilladas que pueden transferir momentos

Los conductores se estudiaron por separado, y luego, se revirtieron y aplicaron sus reacciones en los puntos de conexión de la Torre Para la carga de downburst, se desarrolló un procedimiento para ampliar el campo de velocidades de un pequeño chorro de viento (Hangan et al , 2003), Ladubec y otros (2012) El análisis lineal de Shehata, Damatty (2008) y estudios de respuesta de la Torre, mostraron un aumento del 20% en las fuerzas axiales máximas de los soportes principales, resultando en una menor capacidad de falla de la estructura

3.2 Líneas conductoras

Debido a las consecuencias de provocar corte de suministro de energía, Shehata y otros (2005) analizaron diferentes modos de falla para las Torres de Transmisión expuestas a vientos tipo downburst Concluyeron que el modo de falla más crítico se debía a la variación de las fuerzas de tracción longitudinales, de las Líneas de Transmisión de energía eléctrica sobre las Torres, debido a que la fuerza longitudinal resultante transmitida a los brazos de la Torre, provocaba un momento de flexión fuera del plano en estudio

Para profundizar ese análisis, Aboshosha y El Damatty (2013) desarrollaron un estudio paramétrico para verificar los valores esperados de las fuerzas longitudinales de tracción sobre el conductor, llegando a la conclusión de que existe un aumento sobre la tensión media de los conductores; tensión que no se tiene en cuenta a la hora de dimensionar las estructuras de las Torres de Transmisión Eléctrica

El Damatty y otros (2013) demostraron que la respuesta estructural del conductor es altamente no lineal en diferentes tipos de conductores, y experimentan diferentes respuestas basadas en las características y propiedades del conductor Llegaron a la conclusión de que los principales parámetros que afectan a las fuerzas longitudinales y transversales de un conductor, son su material, el área de sección transversal, el área proyectada, la longitud del aislador y la profundidad de las bases

El análisis de elementos finitos (FEA) con modelos no lineales (Koziey y Mirza, 1994), ha sido modificado por Gerges y El Damatty (2002), para incluir los efectos geométricos, y fue utilizado por Shehata y otros (2005), para reproducir, con precisión, las propiedades de la Línea conductora prediciendo sus reacciones Shehata y otros (2005) informaron que modelar seis tramos de conductores, como se muestra en la Figura 13, es suficiente para obtener resultados precisos de las fuerzas transmitidas desde el Conductor hacia una Torre

Posteriormente, Aboshosha y El Damatty (2013), desarrollaron una técnica numérica para analizar los conductores de múltiples vanos en vientos de alta intensidad El comportamiento no lineal de los conductores, conducirá a un análisis de elementos finitos y procesamiento de datos, demandantes de muchas iteraciones para diferentes configuraciones de downburst, llegando al caso crítico de carga (Aboshosha y El Damatty, 2013) Existe la necesidad de una técnica computacionalmente eficiente, la cual logre analizar conductores en múltiples tramos bajo carga vertical y horizontal para vientos de alta intensidad, incluyendo las propiedades del conductor

4. coNcLusIÓN

En nuestro país, para el dimensionamiento de las cargas de viento sobre las Torres de Alta Tensión, se encuentran vigentes los siguientes reglamentos:

Especificaciones Técnicas GC-IE-T-Nº 1, edición 1979, de la extinta empresa del estado Agua y Energía Eléctrica (AyEE); el reglamento AEA-95301, edición 2003, de la Asociación Electrotécnica Argentina; y la Guía de Diseño General de Líneas de Transporte por Distribución Troncal, 2009, de la Asociación de Transportistas de Energía Eléctrica de la República Argentina (ATEERA); el Reglamento CIRSOC 102, edición 2005, del Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles; y otras normas de países con mayor desarrollo, como la norma IEC 826, edición 1991, de la Comisión Electrotécnica Internacional; el manual ASCE N° 74, edición 1991, de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles; la norma NBR 6123, edición 1987, de la Asociación Brasilera de Normas Técnicas; la norma Eurocode 1: EVN 1991-2-4, edición 2005, del Comité Europeo de Normalización (CEN); y finalmente, la norma DIN VDE 0210/12.85 de la Comisión Alemana de Tecnologías Eléctricas, Electrónicas y de Información (DKE), que sirvió de base para la ET GC-IE-T-N°1 de AyEE.

Estos reglamentos definen el cálculo de la carga de viento como el producto de una presión dinámica de referencia, dependiente de la velocidad del viento y la altura sobre el terreno, por un coeficiente adimensional de fuerza en función de la geometría de la Torre, considerando vientos sinópticos que se desplazan en grandes extensiones.

Los eventos caracterizados por flujos descendentes intensos, durante tormentas eléctricas, que posteriormente resultan en un flujo expansivo horizontal de fuertes vientos cerca la superficie, son vientos de difíciles detecciones por su corta duración, no estacionarias y muy localizadas. La respuesta estructural del conjunto: Torre, Conductores, Aisladores y Cables de Protección, con respecto a estos tipos de vientos, han identificado configuraciones críticas en esos sistemas, debido a la variación de fuerzas de tracción longitudinales en los conductores, constituyendo la principal causa de accidentes en Torres y Líneas de Transmisión de energía eléctrica.

Sería importante profundizar el análisis y estudio de un sistema acoplado de Línea y Torre, observando su comportamiento dinámico bajo carga de viento Downburst, creando un modelo numérico el cual brinde respuesta a los distintos estados de carga.

AUNQUE LOS CÓDIGOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL ESTABLECEN REQUISITOS MÍNIMOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS, NO PUEDEN GARANTIZAR LA RESISTENCIA COMPLETA ANTE EVENTOS EXTREMOS ES IMPORTANTE QUE LOS DISEÑADORES Y CONSTRUCTORES TOMEN EN CUENTA FACTORES ADICIONALES Y REALICEN ANÁLISIS DETALLADOS PARA GARANTIZAR LA SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS.