UNIVERSIDAD CONTINENTAL DECIENCIAS E INGENIERIA PROGRAMA : GENTE QUE TRABAJA. CURSO : LINEAS DE TRANSMISION DOCENTE : ING. CESAR ALFREDO CHILET LEON TEMA CIMENTACION DE TORRES DE TRANSMISON ALUMNO AUGUSTO PAREDES TAIPE HUANCAYO JUNIO 2016 INTRODUCCION Una torre de transmisión y su tipo de fundaciones con sus respectivos cálculos para las estructuras de líneas de transmisión, de pe nde n de l es ta do de car gas , de la topogra fía y de las condic iones del subsuelo, Lo que por lo tanto se requiere una solución de cimentación diferente para cada estructura. las líneas de transmisión siguen por lo general una poligonal abierta la misma que atraviesa diferentes formaciones geológicas, topográficas, climáticas y por ende diferentes tipos de subsuelo, que en cuanto tienen efecto sobre los parámetros utilizados en la ingeniería civil dificultan la racionalización o sistematización de las soluciones de cimentación. las fundaciones para líneas de bajo voltaje suelen ser de tipo monobloque, es decir que existe un solo cimiento para las cuatro patas de la torre. en tal caso la condición predominante para el diseño de las mismas es el volcamiento y las fuerzas que lo contrarrestan, el peso de la estructura, el cimiento, y la acción lateral del terreno deben se suficientes para equilibrar la acción del momento del vuelco, con un coeficiente de seguridad adecuado. para determinar las dimensiones y profundidad de ese tipo de cimiento el método de diseño más utilizado es el método suizo o método de sulzburger. GENERALIDADES TIPOS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Líneas de transmisión de conductor paralelo línea de transmisión de cable abierto. Una línea de transmisión de cable abierto es un conductor paralelo de dos cables, y se muestra en la figura 8-6a. Consiste simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo separados por aire. Los espaciadores no conductivos se colocan a intervalos periódicos para apoyarse y mantener se a la distancia, entre la constante de los conductores. La distancia entre los dos conductores generalmente está entre 2 y 6 pulgadas. El dieléctrico es simplemente el aire, entre y alrededor de los dos conductores en donde se propaga la onda TEM. La única ventaja real de este tipo de línea de transmisión es su construcción sencilla. Ya que no hay cubiertas, las pérdidas por radiación son altas y es susceptible a recoger ruido. Estas son las desventajas principales de una línea de transmisión de cable abierto. Por lo tanto, las líneas de transmisión de cable abierto normalmente operan en el modo balanceado. .- Secciones transversales Cables gemelos (doble terminal). Los cables gemelos son otra forma de línea de transmisión para un conductor paralelo de dos cables, y se muestra en la figura 8-6b. Los cables gemelos frecuentemente son llamados cable de cinta. Los cables gemelos esencialmente son igual que una línea de transmisión de cable abierto, excepto que los espaciadores que están entre los dos conductores se reemplazan con un dieléctrico sólido continuo. Esto asegura los espacios uniformes a lo largo de todo el cable. Típicamente, la distancia entre los dos conductores es de 5/16 de pulgada, para el cable de transmisión de televisión. Los materiales dieléctricos más comunes son el teflón y el polietileno. Cable de par trenzado. Un cable de par trenzado se forma doblando ("trenzando") dos conductores aislados juntos. Los pares se trenzan frecuentemente en unidades y las unidades, a su vez, están cableadas en el núcleo. Estas se cubren con varios tipos de fundas, dependiendo del uso que se les vaya a dar. Los pares vecinos se trenzan Con diferente inclinación (el largo de la trenza) para poder reducir la interferencia entre los pares debido a la inducción mutua. Las constantes primarias del cable de par trenzado son sus parámetros eléctricos (resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia). Que están sujetas a variaciones con el ambiente físico como temperatura, humedad y tensión mecánica, y que dependen de las variaciones en la fabricación. En la figura 8 se muestra un cable de par trenzado. Par de cables protegido con armadura. Para reducir las pérdidas por radiación e interferencia, frecuentemente se encierran las líneas de transmisión de dos cables paralelos en una malla metálica conductiva. La malla se conecta a tierra y actúa como una protección. La malla también evita que las señales se difundan más allá de sus límites y evita que la interferencia electromagnética llegue a los conductores de señales. En la figura 8-6d Se muestra un par de cables paralelos protegido. Consiste de dos conductores de cable paralelos separados por un material dieléctrico sólido. Toda la estructura está encerrada en un tubo trenzado conductivo y luego cubierto con una capa protectora de plástico. Líneas de transmisión coaxial o concéntrica Las líneas de transmisión de conductores paralelos son apropiadas para las aplicaciones de baja frecuencia. Sin embargo, en las frecuencias altas, sus pérdidas por radiación y pérdidas dieléctricas, así como su susceptibilidad a la interferencia externa son excesivas. Por lo tanto, los conductores coaxiales se utilizan extensamente, para aplicaciones de alta frecuencia, para reducir las pérdidas y para aislar las trayectorias de transmisión. El cable coaxial básico consiste de un conductor central rodeado por un conductor exterior concéntrico (distancia uniforme del centro). A frecuencias de operación relativamente altas, el conductor coaxial externo proporciona una excelente protección contra la interferencia externa. Sin embargo, a frecuencias de operación más bajas, el uso de la protección no es coestable. Además, el conductor externo de un cable coaxial general mente está unido a tierra, to que limita su uso a las aplicaciones desbalanceadas. Esencialmente, hay dos tipos de cables coaxiales: líneas rígidas llenas de aire Y líneas sólidas flexibles. El material aislante es un material de polietileno sólido no conductivo que proporciona soporte, así como aislamiento eléctrico entre el conductor interno y el externo. El conductor interno es un cable de cobre flexible que puede ser sólido o hueco. Los cables coaxiales rígidos llenos de aire son relativamente caros de fabricar, y el aislante de aire tiene que estar relativamente libre de humedad para minimizar las pérdidas Los cables coaxiales sólidos tiene pérdidas menores y son más fáciles de construir, de instalar, y de dar mantenimiento. Ambos tipos de cables coaxiales son relativamente inmunes a la radiación externa, ellos en si irradian muy poca, y pueden operar a frecuencias mas altas que sus contrapartes de cables paralelos. Las desventajas básicas de las líneas de transmisión coaxial es que son caras y tienen que utilizarse en el modo desbalanceado. La elección del tipo de torre se hace sobre la base de criterios económicos. desde la línea de transmisión. como se muestra en la figura 8a. Para las frecuencias relativamente altas. como una antena. Los estudios técnico-económicos. Se coloca alrededor una camisa de un cuarto de longitud de onda y se conecta al conductor externo de un cable coaxial. El segundo conductor se conecta al conductor interno del cable coaxial. llamados a veces balun choque. climáticos y precios.. que tienen en cuenta los factores técnico. En redes de media tensión y hasta las más altas usadas en Argentina de hasta 500 kv. que es la distancia entre torres que hace mínimo el . como se muestra en ha figura 88b. uno de los cables del par balanceado se puede conectar a la camisa sin hacer un cortocircuito a la señal. como un cable coaxial. En consecuencia. de sismicidad y en base el vano. está formada por una camisa y el conductor externo y es igual a infinito (o sea. una línea de transmisión desbalanceada. se emplean torres de hormigón y reticulado de acero. Un dispositivo de circuitos que se utiliza para conectar una línea de transmisión balanceada a una carga desbalanceada se llama balun (balanceado a desbalanceado). existen varios tipos diferentes de balunes para las líneas de transmisión. Así que. la impedancia que se ye. El tipo más común es un balun de banda angosta. que es la distancia entre dos torres. camisa o balun de bazuca. 0 más comúnmente. que el conductor externo ya no tiene una impedancia de cero a tierra). se puede conectar a una carga balanceada. pile de utilizarse un transformador ordinario para aislar la tierra de la carga. utilizando Un transformador especial con un primario desbalanceado y un bobinado secundario con conexión central. A frecuencias relativamente bajas. En la figura 11 vemos los esquemas más corrientes de estas torres.Balunes. El conductor externo (protector) de una línea de transmisión coaxial desbalanceada generalmente se conecta a tierra. permiten generar programas de computación con los cuales se determina lo que se denomina vano económico. El balun debe tener una protección electrostática conectada a tierra física para minimizar los efectos de capacitan cías dispersas. mientras que las segunda son para los lugares en que. torres o postes. producto del cambio de dirección (ángulo) o finales de línea. además. Las estructuras de soporte. las torres tienen el llamado hilo de guardia. Las primeras se instalan en los tramos rectos de las líneas. Nótese que tanto en la última figura 10 y la 11.costo por kilómetro. La figura 12 nos enseña dos tipos de torres de hormigón centrifugado. marcado con las letras HG. Este elemento es de acero Figura 10 . la línea debe soportar esfuerzos laterales. pueden ser de suspensión o de retención. Para mejor mantenimiento. Las torres metálicas son estructuras de perfiles ángulos. mediante uniones abulonadas.Figura 11 Galvanizado. vinculados directamente entre sí o a través de chapas. son galvanizadas y el acero es de alta resistencia. Las estructuras se dimensionan por medio de sistemas . centrifugado o pretensado. Los postes de hormigón. las fundaciones representan un papel importante en la seguridad y en el costo de una línea de transmisión. y deben permitir la fácil colocación de las tomas de tierra que vemos en la figura. que es más económica. Las crucetas o ménsulas. En la figura tenemos la silueta de una torre autoportante o de retención. serán del mismo material en la mayor parte de los casos. en cambio. En la figura tenemos una torre de suspensión o arriendada. En todos los casos. .computarizados que minimizan el peso de las estructuras. serán del tipo armado. Esto hace necesario el empleo de accesorios metálicos. rodeado de una formación de alambres de aleación de aluminio tal como ilustra la figura 15. la morseteria o graperia.S y T están en un plano. requiere de una torre particular. que en tensiones muy alta. La segunda es el acero. para cada fase.El tipo de terreno. requieren un delicado diseño. se hacen cambios en el orden en que se encuentran las fases. se utilice mas de un conductor. Hay torres de tipo especial. Por lo tanto esto se resuelve cambiando dos veces a lo largo del recorrido la posición relativa de esas fases. no sean de igual valor. Los valores mas corrientes suelen ser: 300/50 mm2 240/40 mm2 150/25 mm2 120/20 mm2 95/15 mm2 70/12 mm2 50/8 mm2 La primera cifra es la sección útil del aluminio y que conduce la corriente. A fin de hacer aproximadamente igual a los valores de las constantes de las líneas. como los de la figura 15. la autoinducción y las pérdidas. con disposiciones típicas para estos casos. en tramos adecuados. ya que en ellas se produce la transposición. Pero el punto en que esto se produce. lo que determina que la capacidad. Es muy común que para cada fase. En las figuras anteriores se ve que las fases R. . Los conductores de las líneas aéreas de alta tensión se construyen con un núcleo de alambres de acero que contribuyen a la resistencia mecánica. por su agresividad. determina el cemento que se debe emplear. En las que se puede apreciar que cada fase se compone de 4 conductores. que tiene mucho que ver con la ingeniería eléctrica y la ingeniería civil. el recorrido. Los esfuerzos o solicitaciones que deben resistir las torres son. hay que adaptarse al terreno. es la traza. Con los elementos se optimiza el problema y se determina el vano económico que se ha de usar. lo primero que se debe examinar. Se evitan los cambios de dirección. En la figura 18 vemos un ejemplo de traza. para poder dimensionar las fundaciones. Esto implica un cuidadoso estudio topográfico para encontrar la mejor solución. o sea. junto con el estudio de suelos. que hace mínimo el costo. además del peso propio y los efectos de la naturaleza sobre las mismas. con ventaja en los costos. de retención. las que les . todas iguales. más caras. en que para el cruce de un río y la subida de una sierra. En los tramos lineales se pueden usar torres de suspensión. Cuando se decide ejecutar esta obra entre dos puntos distantes.Figura 15 Una línea importante de transmisión de energía es una obra de ingeniería. El estudio de la topografía del recorrido permite determinar el lugar exacto donde se instalara cada torre. porque ello obliga a la colocación de torres de retención en esos puntos. lo que obliga a la adopción de torres de tipo especial. ocasionada por sus componentes horizontales y verticales. sea para el dimensionado del conductor. en que el hilo conductor aparece suspendido entre dos puntos de distinta cota.trasmiten los conductores. componen las solicitaciones sobre la torre. Al peso propio se debe sumar el peso del manguito de hielo que se forma luego de una nevada y que expuesto. ofrece una superficie lateral apreciable. la flecha es un número variable. Todos estos defectos. Figura 17 Como la temperatura de trabajo cambia. a lo que se suma la acción del viento. sumados. el proyecto de una línea implica el adecuado diseño del hilo conductor. En la figura 17 vemos el croquis de una torre como la de la figura 11 derecha. desvío de la dirección de la línea. Por otra parte. La distancia entre el punto más elevado y el punto más bajo se llama flecha y es un número importante. es decir. que es una catenaria. al viento. lo mismo que el viento a que esta sometido el conductor. con lo cual se determina la sección resistente y el valor de la tensión T en el punto de apoyo permite conocer el esfuerzo que trasmiten a la graperia de sujeción a la torre. . Se observa que la torre debe soportar los efectos de las solicitaciones de los conductores. La teoría de estas catenarias permite conocer el valor de la tensión Tx en cada punto de su recorrido X. como en los trabajos de instalación y montaje. que cumple la función de ángulo. que se muestra en el ejemplo de la figura 18. que se componen del peso propio del conductor más el peso de las cadenas de aisladores. bien sea cuadrado. El tipo más satisfactorio de anclaje de acero es el piramidal. Se practican en la roca taladros de diámetro algo superior al de los pernos y se colocan los pernos. bien sea triangular.Figura 18 Fundaciones de tierra: Los anclajes de acero colocados con revestimientos de protección son económicos y se han usados con éxito para torres de sustentación o alineación. rellenando seguidamente. en terrenos de rocas firmes. son necesarias torres especiales. Los tramos largos sobre ríos y bahías y los cruces de carreteras principales y líneas principales y líneas más importantes de . Estructuras especiales: Cuando no es factible realizar la transposición de conductores en torres normales mediante crucetas adecuadas. como son las de cruce de ríos. Los pernos de anclaje deberían abrirse en su extremo y ser colocados con cuñas. tales que los rellenos de escoria o carbonilla. y torres en los extremos de vanos extraordinariamente largos. construido con hierro ángulo y con una reja abulonada en la cara interior. pero no son satisfactorios. sin protección especial. Los anclajes de acero galvanizado enterrados en el suelo durarán casi tanto como la estructura en suelos de condiciones ordinarias. Fundaciones de hormigón: Estas fundaciones se usan generalmente en torres de ángulo y de amarre o final de línea y para las estructuras especiales que requieren gran resistencia. Anclajes en roca: Estos anclajes pueden sustituir a los de acero con rejas o bases de hormigón. en terrenos con algún contenido de azufre. cuando el suelo presenta buenas características resistentes. Kleinlogel – Burkein. Fundaciones para torres de transmisión CIMENTACIONES Las cimentaciones (fundaciones) para los soportes de línea aérea pueden ser: 1) CIMENTACIONES MONOBLOQUE O DE BLOQUE UNICO 2) CIMENTACIONES FRACCIONADAS O DE PARTES SEPARADAS. o con el método de Mohr. requieren torres mucho más altas que las normales o torres con un factor de seguridad mayor. . Hay otros métodos. 3) MICRO PILOTADAS O DE PILOTES 4) Placas para las riendas de torre arriostradas. Se verifica su cimentación con el método de Sulzberger. TIPOS DE CIMENTACIONES. Los pilotes se emplean para efectuar fundaciones en terrenos en los cuales las características resistentes se encuentran solo "a profundidad". comentaremos que los postes de madera no se fundaban simplemente enterrados. Allí se demuestran las expresiones cuyo resultado es la tabla Nro.ferrocarril. IX. Finalmente. Valensi. completado con las tablas de Pohl. generalmente son de "patas separadas".abril de 1964 y marzo – abril de 1975. CIMENTACIONES MONOBLOQUE: Las cimentaciones de bloque único se pueden calcular con el método de Sulzberger que es particularmente apropiado cuando el suelo presenta resistencia lateral y de fondo con fundaciones profundas. en los ejemplares marzo . a saber: Mohr. la red de líneas de Blass. Las cimentaciones para torres. que se adapta a terrenos son resistencia lateral. con bases anchas. METODO DE SULZBERGER En la Revista Electrotécnica se dan en detalle el método de Sulzberger. CIMENTACIONES 1. se obtiene reacción de las paredes verticales de la excavación y normales a la fuerza actuante sobre el poste. construida en 1970. En consecuencia. la línea de 66 KV entre Comodoro Rivadavia y Cañadon Seco. Madariaga y Mar de Ajó. que pasa por terrenos anegadizos. . arenosos y normales). construida en el año 1953. Esta presión es igual a la profundidad de entrada multiplicada por el "índice de compresibilidad C". el método se adapta particularmente bien para fundaciones profundas en forma de bloques de hormigón para terrenos normales. Así tenemos: (Kg/cm2) Económicamente. el método de Sulzberger se conoce por su creciente popularidad en los últimos años. hecho que no figuración de las paredes está limitada solamente a la fricción que aparecería durante un saqueo vertical del bloque de la fundación. la línea de 66 KV entre Gral.Entre los varios métodos de cálculo de fundaciones. El método se basa sobre un principio verificado experimentalmente. La mencionada resistencia específica se llama presión admisible del suelo y se mide en Kg/cm 2. justifican esta opinión (Por ejemplo. En el método de Sulzberger se acepta que la profundidad de entrada del bloque dentro del terreno depende de la resistencia específica del terreno contra la presión externa en el lugar considerado. particularmente en Austria y Suiza. que para las inclinaciones limitadas tales que el terreno se comporta de manera elástica. En la Argentina se lo usa también desde hace varios años y los resultados obtenidos en las regiones con fuertes vientos. para poste de hormigón (sean postes triples. los coeficientes de compresibilidad valen: Sulzberger determinó que la fundación que la fundación tiene su centro de giro ubicado a 2/3 de la profundidad total (Figura 1). se evidencian en el momento Ms (lateral) llamado momento de encastramiento y las del punto 2. Las fuerzas mencionadas en el punto 1. existe la relación (Ms / Mb) < 1. En caso de fundaciones de poca profundidad y dimensiones transversales relativamente grandes.2 C. normales a la fuerza actuante. el método se emplea para calcular los siguientes tipos de cimentaciones: A bloque único. dobles o simples). Reacción del fondo de la excavación provocada por las cargas verticales. Primero se predimensiona y después se verifica. .Para el fondo de excavación se acepta el valor de C (llamado Cb) igual hasta 1. Para verificar la estabilidad de los postes de madera. se origina en dos efectos: El encastramiento de la fundación en el terreno como también fricción entre hormigón y tierra a lo largo de las paredes verticales. en el momento del fondo Mb. Siguiendo el principio mencionado se puede decir que la resistencia que se opone a la inclinación de la fundación. En terrenos normales. a 2m de profundidad. En resumen. Deben calcularse los momentos estabilizantes. en asumir los valores de a. b y t (Figura 2). llamada rómbica. Se pueden seleccionar varias disposiciones. se calcula el momento de vuelco. X).El procedimiento consiste (en la práctica). el coeficiente de estabilidad sea tal que: Los tanteos consisten justamente en lograr el valor de s (ver Figura 3 y tabla Nro. Para verificar. Consideramos dos tipos de ubicación de la fundación: a) dos caras paralelas a la línea y dos perpendiculares a la línea b) las cuatro caras en ángulo. Se debe verificar según Sulzberger. . Por ello se acostumbre predimensionar dando: Para fijar los valores de a y b se toman 15 cm en cada lado en el predimensionado. es: Peso del poste + peso de fundación + peso de conductores + peso de aisladores. el cálculo es igual. Para calcular el peso de la fundación se escribe: (Volumen del hormigón) Donde: Para postes dobles.Valores mucho mayores hacen una fundación cara y valores menores la hacen inestable. salvo que: Y se debe verificar: . PESO TOTAL: Interviene en el fondo (G). PESO DEL POSTE: En la tabla VIII se puede consultar peso para soportes de hormigón. Donde: En casos de terreno.50 m aproximadamente. se encuentra agua. A una profundidad de 1.5 m (ver Figura 4). Aparecen capas de agua en profundidad mayor que 2. Por ejemplo: Fundación tipo A: Suelo de tierra negra. se emplean diferentes tipos de fundaciones. La capa superior es muy buena para fundaciones son del tipo superficiales. Se encuentra agua entre 2 y 3 m de profundidad (Ver Figura 5): Fundación tipo C: Tierra arenosa. . Fundación tipo B: Suelo de tierra negra. médanos. con distintas características resistentes. (Figura 6). Es el caso recíproco de las fundaciones tipo F. NOTA: La tabla IX vale para fundaciones sin zapata. Para bases con zapata ver los artículos en las "Revistas Electrotécnica" citada. Previo a comentar el método de Mohr recomendaremos el comportamiento de una viga ate la solicitación de flexión compuesta. Se emplean fundaciones superficiales. Se emplea fundación profunda (similar a las tipo A o B).50 m. pero de peores condiciones en cuanto al agua. se encuentra agua. La capa superior es de tierra negra y es la que ofrece las mejores características para fundar. Se emplea zapata profunda (Figura 10). pero con zapata superficial (Figura 9).00 m aproximadamente. Fundación tipo G Suelo de tierra colorada con agua en la superficie.Fundación tipo D Zona baja con bañados. A una profundidad de 1. Fundación tipo F Suelo de tierra negra. (Figura 8). pues aparece agua a profundidades entre 1. Fundación tipo E Zona similar a la que se emplean en fundaciones tipo D. muy blanca.50 y 2. . (Figura 7). Las fundaciones son superficiales. Las capas superficiales presentan mejores características para fundar que las capas profundas. CALCULO DE CIMENTACIONES SEGUN MOHR. en zonas profundas se encuentran buenas condiciones para fundar. (Figura 11) (Compresión) Se dice que una viga está sometida a flexión simple.Se dice que una viga esta sometida a compresión simple cuando la fuerza actúa en su centro de gravedad. a una distancia ey. El eje neutro puede pasar por la figura o por el borde o fuera de la misma. El eje neutro está en el infinito. se tiene flexión compuesta simple. cuando el diagrama de tensiones muestra dos triángulos iguales (Figura 12). Si la fuerza es de comprensión pero no pasa por el centro de gravedad. . El eje neutro pasa por el centro de gravedad. El diagrama de tensiones muestra una distribución uniforme. sino por uno de los ejes principales de inercia. Interesa en muchos problemas.En la Figura 13 se ejemplifica el caso en que el eje neutro pasa por el borde y en la Figura 14. para que eso ocurra. la solicitación se denomina flexión compuesta oblicua. trapecial. determinar la posición del eje neutro. con el eje neutro fuera de la figura. En el primer caso la tensión es triangular y en el segundo. El signo menos indica que su posición es opuesta a la de la excentricidad ey de la fuerza. la tensión es nula. interesa que todos los puntos estén sometidos a esfuerzos del mismo signo. Se demuestra trigométricamente que. Se puede hallar su posición haciendo o bien: por lo tanto: de donde: Expresión que da la distancia del eje neutro al centro de gravedad. la excentricidad de aplicación de la fuerza. debe ser . Si la fuerza no está aplicada en ningún de los ejes principales (Figura 15). Para el cálculo de cimentaciones. el mismo caso. En dicho eje. pero uno de ellos implica que la solicitación es de tracción. Para y = 0 es: Para z=0 es: El problema de determinar la posición del eje neutro y las tensiones en los bordes. Si la aplicación de la fuerza está en el centro de gravedad. Reemplazando los momentos de inercia por radios de giro puede encontrarse la posición del eje neutro con: Reemplazo. el eje neutro se comienza a acercar a la figura pero aún la resultante del esfuerzo combinado de comprensión y flexión es un trapecio. En el límite es un triángulo.menor que 1/6 de la longitud total de la pieza. Cuando la fuerza se aleja más y el eje neutro ya está dentro de la figura. pues su resistencia es exigua. Ver Figura 17. Se define así un rombo donde conviene que actué la fuerza ver la Figura 16. para . Si la fuerza se comienza a alejar del centro de gravedad. fue resuelto. se tienen 2 triángulos. resulta que el eje neutro esta posición oblicua. En el caso de flexión compuesta oblicua. y las fundaciones rígidas directas de hormigón no trabajan bien a la tracción. todo el esfuerzo es de compresión y el eje neutro está en el infinito. en el caso de una sección sometida a flexión compuesta oblicua y cuando no se consideran los esfuerzos de tracción. la ecuación toma una compresión simple más dos flexiones simples. quien construyó una tabla que permite hallar el valor de . la que solo se considera indirectamente en el procedimiento de Mohr agregando a las cargas verticales el peso del volumen de la tierra. Este procedimiento de cálculo será asimismo elegido. que lleva el nombre de Mohr. cuyas superficiales laterales externas atraviesan los bordes de la base de la fundación y están inclinadas un ángulos b que depende del tipo de suelo (líneas de puntos límites en la Figura 18). de tal modo que el procedimiento se hace menos apropiado cuanto más grande sea la relación entre la profundidad de excavación y el ancho de la base. claro es que también las capas del suelo laterales proporcionan resistencia contra cambios de posición de la base. cuando las bases no se hallen rodeadas de un buen suelo a todos los costados.5. SINTESIS DEL PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO DE MOHR Este antiguo procedimiento de cálculo. Allí es donde interesa aplicar Sulzberger.secciones rectangulares. el procedimiento de cálculo da resultados demasiados desfavorables. s debe ser menor que 1. La tensión se calcula con: El coeficiente m se obtiene en función de ez/b y ey/h. dado que para éstas. Nótese que si no se toma Ms en Sulzberger. la influencias de la resistencia lateral del suelo. donde ez y ey son las excentricidades de aplicación de la carga respecto al baricentro. por Pohl. Empleo. . se utiliza cuando se trata de bases anchas que están fundadas a pocas profundidades. disminuye considerablemente en comparación con las resistencias de las bases del terreno. en fundaciones mas angostas. La reacción. por lo tanto. En realidad. Pero las fuerzas de presión solo se transmiten sobre toda la superficie cuando la fuerza promedio de las cargas verticales y horizontales del soporte y de la reacción del volumen de la tierra actúa en el núcleo de la superficie de la base. A causa de estas condiciones. donde se indica el procedimiento de Mohr. en el que las resistencias laterales del suelo (y fuerzas de fricción) son reemplazadas por el peso de un volumen de tierra. este método de cálculo. no puede llevar a obtener resultados generales utilizables. cumplen la condición: .Comúnmente. El cálculo se basa en la suposición que. con referencia a la Figura 16. el peso adicional de tierra sea justo igual a las fuerzas de fricción que surgen cuando la fundación es solicitada por una fuerza axial de extracción. por lo tanto. en las torres de las líneas. la fundación experimenta una rotación y la reacción del suelo solo actúa donde la fundación trata de desprenderse de la tierra. se obtiene la distribución lineal de las presiones de suelo sobre la base. Esto ocurre. cuando las coordenadas ex: ey del punto del ataque. menor de lo que se tiene en cuenta. el ángulo b se toma de tal modo que. Los siguientes pasos. actúa en forma excéntrica. ella es. 1 Aún cuando en esta forma se obtuvieron dimensiones de fundaciones apropiadas en ciertos casos. la base de la fundación permanece horizontal y que las presiones que surgen en la base. conservan la misma relación que los aplastamientos de la base en el suelo. se limitan a fundaciones con cortes rectangulares transversales. Pohl propuso tablas con cuya ayuda es posible. entonces se produce una línea neutra en la superficie de la base. la que separa la parte efectiva de la fracción de superficie que transmite presión. independientemente que la superficie de presión forme un triángulo. pero el cálculo directo es solamente posible cuando la superficie de presión forma un triángulo o un cuadrado.a los momentos solo contribuyen las fuerzas horizontales como así también fuerzas verticales fuera del centro de los mástiles). La mayor presión de esquina se obtiene entonces de: . los tramos determinantes desconocidos de líneas neutras ya no se dejan separadas en las condiciones de equilibrio no lineales según estas dimensiones y solo se pueden resolver mediante pruebas. un cuadrado o un trapecio. previamente hay que determinar la posición del punto de ataque de la fuerza promedio que se obtiene de las ecuaciones de momentos alrededor de los ejes x-x e y-y de la base. TABLAS DE POHL K. determinar la máxima presión de esquina en todo caso.Si el punto de ataque se encuentra fuera del núcleo. cuadrado o trapecio. en forma simple. La posición de la línea neutra y la máxima presión en las esquinas se determinan mediante las condiciones de equilibrio de la Estática Clásica. de coordenadas: . V= fuerzas verticales (Ver figura 19 . de la fracción no efectiva es un triángulo. Con una superficie de presión trapecial. Donde: F = a.b es la superficie de la base y el coeficiente m se toma de la tabla 81 para los valores ex/a y ey/b (dados separadamente). . Ver Figura 20. En ese caso se considera. el peso de la tierra sobrepuesta (Pp). . debe ser: CIMENTACIONES FRACCIONADAS: macizos independientes para cada pata de la torre CÁLCULO DE CIMENTACIONES A PATAS SEPARADAS En este tipo de cálculo. aisladores y estructuras (P1). las fuerzas en el caso de líneas son horizontales y las componentes verticales son menores que las horizontales. se parte de la hipótesis que: dos patas trabajan "a la comprensión" y dos "al arranque". que se realiza para dimensionar las bases de las torres de acero. además del peso propio de los conductores. Si llamamos: para que la fuerza caiga dentro del núcleo central. entonces solo se deben utilizar los valores de m que se halla a la derecha o respectivamente por debajo de la línea escalonada A-A.Si por lo menos la mitad de la superficie de la base debe transmitir tensiones. A fin de incorporar una fuerza vertical importante. las fundaciones se realizan en profundidad y la zapata es extendida. Bass reemplazó la tabla numérica de Pohl por una red de líneas de las que se puede leer el coeficiente m inmediatamente. El peso específico del suelo se asume para la determinación de reacciones del suelo comúnmente con: COMENTARIO FINAL El problema de aplicar directamente el método de Mohr consiste en que generalmente. evitándose las fuerzas de tracción. Los valores del ángulo de arranque se pueden consultar en la planilla Nro. Se indica con F a la fuerza de compresión y con Z a la de arranque.Para el arranque se agrega al peso de la tierra directamente sobrepuesta a la placa "a" de la Figura 20 (que puede ser de hormigón o un emparrillado metálico).XI. una cantidad de tierra que corresponde al ángulo de arranque. vale entre 8 y 40°. . Dicho ángulo es función de las características del terreno. 8 Arcilla 5a8 6-8 25-30 medio dura seca fina seca D 6a9 Arcilla Se deja amasar con 3 rígida dificultad pero (Arena se puede formar en la gruesa mano rollos y de 3mm sin corte ni pedregosa) desgrane 10 10.5 0. Presión Tipo admisible compresibilidad [c] Del terreno para determinar Coeficiente de Suelo Naturaleza Guía auxiliar práctica coeficiente de A Laguna. [o] compresibilidad Kg/cm2 C[Kg/cm3] Visual 0. Arcilla blanda C 1.PLANILLA N° XI GUIA AUXILIAR PARA DETERMINAR EL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD Y LA PRESION ADMISIBLE.25-35 12 11 a 13 .8 1a2 3-5 20 2a4 25 pantano B Muy blando Apretándolo arena fina a cerrado escurre entre los húmeda dedos.5-1 3-5 -- puño 0. se llega a la siguiente expresión (teniendo en cuenta la consideración de Sulzberger). Donde: VERIFICACION A LA COMPRESION Tenemos como dato la presión ( ) máxima que soporta la tierra: 40 . VERIFICACION AL ARRANQUE Teniendo las fuerzas Z que tratan de arrancar la torre.E Arcilla Se desgrana y se corta gruesa cuando se pretenden 4 Dura formar rollos de 3mm de diámetro en 13 a 16 12. Esta húmeda y por ello su color es oscuro F está 5 Arcilla Visualmente: rígida seco. rodado) = " Angulo de escurrimiento" a usar con el método de Mohr = "Angulo de arranque" a usar en "patas separadas" C = Coeficiente de compresibilidad a emplear con Sulzberger. La tierra es de (Pedregullo color y claro. 20 cuyos canto terrones se quiebran. Las fundaciones se predimensionan y luego se verifican a la comprensión y al arranque.37 15 la mano. mientras que la fundación y la tierra superpuesta tratan de impedirlo. en algunos casos se agrega una cruz inferior. 490. edificios o pilotes utilizados como contención de taludes. CIMENTACIONES MICROPILOTADAS: pilotes profundos. ver planilla Nro. van simplemente enterrados en tierra apisonada. como por ejemplo en las fundaciones de puentes.50 y 2. los pilotes excavados perforados y los pilotes hormigonados “in situ”. XI. 2) o pata de elefante (Fig. se emplean pilotes hincados y unidos cerca de la superficie por cabezal para realizar la fundación. . La expresión a aplicar es: FUNDACIONES PARA POSTES DE MADERA No se fundan. Su utilización está generalmente relacionada a la baja capacidad del suelo o bien por la necesidad de resistir grandes cargas transmitidas por la estructura a fundar. las cimentaciones en roca se resolvieron con pilones anclados.25 y 735. También como en el caso de las zapatas. Estos pueden ser pilones verticales (Fig. Normalización de Pilones Para las mismas torres del catálogo. La normalización en estos casos consistió en considerar el nivel más alto de la torre con su máxima extensión y el resto de los niveles para la extensión E+0.1. PILOTES En terrenos cuyas capas portantes se encuentran en profundidad. horizontales y momentos flectores.8 kPa. Los pilotes excavados (también llamados pilotes pre-excavados. se diseñaron para capacidades de la roca de 294. para resto. Su diseño permite soportar combinaciones de esfuerzos verticales.Esto es para terreno normal. 3). Se supusieron extensiones de dado libre de 1.50 m de longitud y estos dados se consideraron de sección transversal cuadrada y circular. Cada uno de estos pilones. constituyen una de las soluciones clásicas de cimentación o fundaciones especiales. se analizaron los casos en que los pilones se colocan con sus lados paralelos o rotados 45º respecto de la dirección de la línea de transmisión. el que normalmente se vierte bajo agua mediante tubería tremie. Dependiendo del tipo de suelo. Fundaciones de edificios o estructuras con grandes solicitaciones en terrenos de baja capacidad portante. pasos superiores sobre carreteras. . dependiendo del tipo de suelo y condiciones de la obra. si se utilizan las herramientas de perforación o excavación adecuadas.El desarrollo constante de nuevos equipos y herramientas hacen posible obtener rendimientos y profundidades de excavación que antes eran impensadas. Pilotes Terratest posee la tecnología adecuada para realizar el sistema de excavación óptimo. para garantizar la mejor solución tanto técnica como económica: Excavación encamisada con cuchara y trépano Perforación rotativa encamisada Perforación rotativa bajo lodos Perforación mediante Hélice Contínua (Continuous Flight Auger = CFA) La utilización más frecuente de los pilotes se da en los siguientes casos: Fundaciones de Puentes en lechos de ríos. etc. Pilotes Terratest ofrece pilotes de profundidades hasta aprox. 60 m. incluso en roca. Los diámetros normales de los pilotes oscilan entre los 620 y 2000 mm y pueden emplearse en todo tipo de terreno. se pueden utilizar camisas de acero recuperables o lodos para sostenimiento de las paredes de la excavación. Colocación de la armadura Colocación del hormigón. utilizándo los equipos y métodos más apropiados para cada caso. Las fases de ejecución de un pilote excavado y un pilote hormigonado son básicamente tres: Realización de la excavación o perforación. El método de excavación en general es determinado por las características del terreno y por las condiciones particulares de la obra. Sostenimientos de taludes y excavaciones masivas en edificación complementados con Anclajes Postensados. torres de telefonía. CIMENTACIÓN CON PARRILLAS EN PLACAS DE CONCRETO 5.2 El concreto para la placa de cimentación tendrá una resistencia característica de 210 Kg/cm2 a los 28 días de colado. pero mayor a 1.0 kg/cm2.3.5 kg/cm2.3. . Fundaciones para torres de Líneas de Alta Tensión. 5.3. 5. CIMENTACIONES ARMADAS: armadura interior formada por barras corrugadas de acero. y en las patas de tracción de todas las torres de remate final y ángulos mayores de 10°. etc. torres eólicas.1 Este tipo de cimentación será utilizado en suelos cuya capacidad soportante sea menor a 1. de rellenos sin consolidar. a excepción de aquellas situadas en terrenos de fangos turbosos.. de las cimentaciones de hormigón y anclaje en roca destinadas a los apoyos de líneas aéreas de Iberdrola. pantanosos.15.23.32 Construcción de líneas aéreas de alta tensión.23. cimentaciones flotantes.10. Este documento sustituye y anula al anterior MT-NEDIS 2. que precisen de cimentaciones especiales (pilotes. Campo de Aplicación Este documento se aplicará a todas las cimentaciones de apoyos de las líneas aéreas hasta 66 kV de Iberdrola. MTNEDIS 2. etc.).30 de fecha (9507) edición 1ª.01. así como la definición de apoyos de perfiles metálicos según NI 52. Ejecución de . Documentos de Consulta RLAAT Reglamento técnico de líneas aéreas de alta tensión EH-82 Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón en masa o armados.01 hace necesario recoger en el presente documento las cimentaciones de los mismos. 45 y 66 kV según NI 52. etc.La incorporación de la nueva normativa de apoyos para líneas de 30. 1 Objeto El presente documento tiene por objeto especificar los cálculos justificativos y dimensiones. a la vez se procede a la revisión de todas las cimentaciones incluidas en el presente documento. NI 52. 45T y 66T.39 Construcción de líneas aéreas de alta tensión.01 Apoyos de perfiles metálicos para líneas aéreas hasta 30kV. NI 18.23.02 Postes tubulares de hormigón armado vibrado NI 52.01 Pernos de anclaje para apoyos de líneas aéreas NI 52.10.10 Apoyos de chapa metálica para líneas aéreas de baja y alta tensión NI 52. así como muchas otras. ya que este es el más importante en las ecuaciones de diseño.01 Apoyos metálicos de celosía para líneas eléctricas aéreas de 30.04. además es importante identificar las . Por lo anterior debe tenerse gran cuidado en el estudio de suelos que se hará.80.15. planificación y construcción de este tipo de estructuras.04. Apoyos metálicos de celosía series 30T. es el suelo sobre el que se va a cimentar. en los costos y en la ubicación. así como en el tratamiento de los datos que se obtienen.01 Postes de hormigón armado vibrado NI 52.45 y 66k ESTUDIOS DE SUELOS Acciones que el suelo puede proveer Uno de los aspectos importantes a tomar en cuenta para el diseño.accesos y MT-NEDIS 2.10. según los procedimientos adecuados. sismos. De acuerdo a lo anterior. ya sean estos por medio de pozos a cielo abierto o por medio de perforaciones de profundidad. tipo de cimentación recomendable. por lo tanto el Índice de sismicidad que se dará será de entre 2 y 3. licuación del suelo. excepto en los casos en que así lo requiera el lugar para construcción. no se debe de realizar proyectos si existe una alta probabilidad de derrumbes. vigas en soporte elástico. En la norma NR-2 AGIES 2002. el tipo de material por encontrar. Tipo de estudio a realizar Es importante en primer lugar identificar el tipo de estudio de suelo a efectuar. para esto se tomará como base las normas recomendadas para Guatemala por la Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica (AGIES). características para el diseño de estructuras especiales que requieran la evaluación de interacción suelo-estructura o para cimentaciones especiales que deban de estudiarse en conjunto con el comportamiento elástico del subsuelo. empujes laterales y recomendaciones de estabilidad de cortes verticales mayores a 2 m durante la construcción. lo referente al sitio. con la presentación de perfiles estratigráficos. tales como placas de cimentación. puede tomar un valor más alto. etc. Las precauciones especiales se tomarán para cada estructura conforme al nivel de protección sísmica. profundidad recomendable a cimentar. para determinar la capacidad portante del suelo. debe de efectuarse un dictamen geotécnico Tipo II o III.zonas de alto riesgo para las estructuras y diseñar con márgenes de seguridad adecuados. Toma de muestras Para esto se realizará tomas de muestras inalterada s. pilotes o similar. El grado de protección sísmica de este tipo de estructuras será de A o B debido a la clasificación de esta estructura u obra. debe identificarse donde será construido el edificio. fracturas geológicas. o problemas de agentes meteorológicos. en donde se norma lo referente a las condiciones del terreno. Para un estudio Tipo III: Investigación del subsuelo a cargo del ingeniero civil geotecnista. Para el Tipo II debe haber verificación geológica del área general e investigación del subsuelo a cargo del ingeniero civil o geotecnista. según el tipo de estructura. deslaves. se específica en el capítulo 6. como utilitaria. . ensayo triaxial sin drenaje. Para tener una idea general de los rangos de valores de los datos necesarios para el diseño de cimentaciones se pueden tener los siguientes valores para condiciones medias . el ángulo de fricción interna φ .Debe tenerse el cuidado adecuado en la toma de muestras para que estas den un resultado satisfactorio en los ensayos a realizar Ensayos necesarios y resultados Los ensayos a realizar. son: Peso volumétrico del suelo. son de vital importancia para el diseño el peso volumétrico del suelo. granulometría y corte simple. la cohesión C. clasificación del suelo. Debido a que estos datos son los necesarios para el diseño de la cimentación. los datos a obtener están especificados en la norma NR-2 AGIES 2002 especificados anteriormente. .2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES y ejemplo de dimensionamiento. . . . . . . . . . . . . revista Electrotécnica argentina . Se deberá tener cuida en elegir el método respectivo para el cálculo de los parámetros de la fundación. Su fabricación debe ser ligera o robusta en la medida de y peso de los conductores a traces de la distancia requerida por vanos. La bibliografía correspondiente es el artículo del Ing.CONCLUSIÓN Las torres de las líneas de transmisión constan de diversas formas y tipos que permiten soportar las fuerzas propias de los cables y fuerzas externas incluyendo las fuerzas sísmicas. 59 a 69 . Tadeo Maciejewsky Calculo de fundaciones para líneas de transmisión de energía eléctrica con el método de Sulzberger .Marzo Abril 1964 – pag. La cimentación es acorde a la fuerza resultante que debe soportar y trasmitirlas al suelo. BIBLIOGRAFÍA. para la cual es necesario efectuar la evaluación del suelo a fin de predecir la forma y dimensión de los cimientos que trasmitirán las fuerzas al suelo por lo que es importante conocer la capacidad portante del suelo a fin de tomar las decisiones correspondientes que nos permitan diseñar las dimensiones y forma de la fundación.
Report "Cimentaciones Torres de Energia Electrica"