14 - PROBLEMAS DE APLICACIÓN (continuación)
14.13 - Sobrecargas en barras, nieve, hielo
La nieve se puede acumular como depósito de cierto espesor, lo que ocurre si no hay viento y el diámetro de la barra es grande, ver
figura 14.13.Una capa de 10 cm de nieve sobre una barra de 70 mm de diámetro significa una sobrecarga vertical de 3.5 kg/m (suponiendo que la densidad de la nieve es de 0.5 kg/dm3).
O bien se puede formar una capa de hielo de cierto espesor alrededor del conductor.
Un manguito de hielo de 10 mm de espesor (con densidad 0.8 kg/dm3), sobre una barra de 30 mm de diámetro significa 1 kg/m
14.14 - Estado de carga de aisladores
Combinación de esfuerzos y posibles estados de carga en la cabeza de los aisladores, ver
figura 14.14.Hielo o nieve y viento máximo no pueden ser simultáneos.
Para definir el viento máximo se considera una ráfaga de cierta duración (3 seg. o 10 minutos...).
Se considera que la ráfaga máxima (de 3 segundos) no puede ser simultánea con el cortocircuito, para el caso se toma una ráfaga de 15 seg a la que corresponde un viento de velocidad 0.90 o 0.95 veces la velocidad máxima, y se acepta la posible simultaneidad.
Como la presión del viento es proporcional al cuadrado de la velocidad del viento ésta será: 0.80 o 0.90 la presión correspondiente a la velocidad máxima.
La combinación de nieve y cortocircuito es también poco probable, el movimiento producido por cortocircuito descargará la nieve, pero no ocurre así con el manguito de hielo.
Se consideran entonces los distintos estados de carga del aislador soporte:
- viento máximo y peso de la barra. El viento sobre la barra produce un momento flector en la cabeza del aislador transmitido por el morseto soporte de la barra.
- viento, cortocircuito y peso.
- nieve (o hielo) y peso (máximo esfuerzo vertical).
14.15 - Empuje del viento sobre equipos
Debido al empuje del viento se presenta cierta fuerza sobre los equipos y soportes, la fijación del equipo al soporte, y las fuerzas que el soporte transmite al suelo a través de la fundación dimensionan estos elementos.
La presión del viento depende del cuadrado de su velocidad, la fuerza que el viento ejerce sobre un objeto depende además del coeficiente de forma (0.7 para un cilindro, 2.8 para reticulados de dos caras, ver
figura 14.15).Se esquematiza el equipo y la estructura, con superficies sobre las que la presión del viento actúa, se determina la fuerza, ver
figura 14.16.|
Presión |
Dimensiones |
Fuerza |
|
0.7 * 70 |
0.40 * 1.80 |
35.28 |
|
0.7 * 70 |
0.30 * 0.65 |
9.55 |
|
1.6 * 70 |
0.40 * 0.50 |
22.40 |
|
2.8 * 70 |
0.36 |
70.56 |
La fuerza sobre la estructura de soporte es la suma de las tres primeras, y el momento flector también se determina:
Qe = 35.28 + 9.55 + 22.40 = 67.23 kg
Me = 1.7*35.28 + 0.65*9.55 + 0.25*22.40 = 71.8 kgm
La otra fuerza actuante es el peso propio, 700 kg.
Las fuerzas transmitidas por la estructura a la fundación son:
Qf = 67.23 + 70.56 = 138 kg
Mf = 71.8 + 67.23 * 1.85 + 70.56 * 1.85 / 2 = 261.43 kgm
Estimando la estructura en 150 kg la fuerza vertical total, peso es:
Nf = 700 = 150 = 850 kg
Estos valores dimensionan la fundación, y los bulones de anclaje de la estructura.