Análisis del Efecto de Arrastre de la Acción del Viento en Líneas de Transmisión Eléctrica de Media Tensión

Autores/as

  • Oscar Möller Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras (IMAE). Rosario, Argentina.
  • Franco Bande Worde Universidad Nacional de Misiones, Facultad de Ingeniería, Laboratorio de Ingeniería Civil. Oberá, Misiones, Argentina.
  • Javier A. Duarte Universidad Nacional de Misiones, Facultad de Ingeniería, Laboratorio de Ingeniería Civil. Oberá, Misiones, Argentina.
  • Julio A. Mercanti Universidad Nacional de Misiones, Facultad de Ingeniería, Laboratorio de Ingeniería Civil. Oberá, Misiones, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.70567/mc.v41i9.45

Palabras clave:

Procesos estocásticos, Acción del viento, Líneas de transmisión eléctrica, Variables aleatorias principales y secundarias, Estadística de respuesta

Resumen


La acción del viento sobre líneas de transmisión eléctrica se puede caracterizar como un proceso estocástico aplicando la técnica de representación espectral con correlación espacial, y la variación temporal a partir de una función de densidad espectral de potencia. Se incorpora el arribo de ráfagas como un proceso de Poisson. En este trabajo se analiza el efecto de arrastre sobre una línea de transmisión eléctrica de media tensión. Las variables aleatorias se agrupan en principales y secundarias. Se realiza el análisis dinámico no lineal del sistema para 250 combinaciones aleatorias de las variables principales, y para cada una se procesan 10 sub-combinaciones para valores aleatorios de las variables secundarias. Se presentan resultados de funciones de viento generadas y respuestas en desplazamientos y fuerzas internas del sistema estructural. El análisis estadístico muestra que de la influencia de las variables aleatorias secundarias se puede representar con distribución Normal o Uniforme. La variable aleatoria principal que predomina en la respuesta de los conductores es la velocidad básica del viento, mientras que en la respuesta del poste todas las variables principales influyen conjuntamente. Se obtienen conclusiones de interés para el diseño óptimo.

Citas

Aguirre, M.A., Detke, F.R., Mercanti, J.A., Möller, O. "Interacción dinámica entre conductores y postes en líneas de transmisión eléctrica". Mecánica Computacional Vol. XXXIII, pág. 3543-3557, AMCA, 2014.

Ballaben J., Guzman M., Rosales M. (2011) "Parametric studies of guyed towers under wind and seismic loads". Mecánica Computacional, Vol.XXX, pp-1019-1032, AMCA, 2011.

Ballaben, J., Rosales, M.B. "Spectral representation method and its application to wind loads on a guyed tower" MACI 4, pp.465-468, 2013.

Castro, H.G., De Bortoli, M.E., Paz, R.R., Marighetti, J.O. "Una metodología de cálculo para la determinación de la respuesta dinámica longitudinal de estructuras altas bajo la acción del viento" Rev. Int. de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, Vol.31, Nº 4, pp.235-245, 2015. https://doi.org/10.1016/j.rimni.2014.08.001

CIRSOC 102: Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones. INTI-CIRSOC, 2005

Davenport A. G. "The application of statistical concepts to the wind loading of structures", Proc. Institution of Civil Engineers Vol.23, pp.389-408, 1962. https://doi.org/10.1680/iicep.1962.10876

Davenport A.G. "Gust loading factors", J. Struct, Div. ASCE, Vol.93(3), pp.11-34, 1967. https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001692

Davenport A.G. "The dependence of wind load upon meteorological parameters", Int. Research Seminar on Wind Effects on Buildings and Structures, University of Toronto Press, Toronto, pp. 19-82, 1968.

Davenport A.G. "The spectrum of horizontal gustiness near the ground in high winds", Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol.87, pp.194-211, 1961. https://doi.org/10.1002/qj.49708737208

Detke, F.R., Duarte, J., Mercanti, J.A., Aguirre, M.A., Möller, O., "Influencia del costo por daños en optimización de estructuras para líneas de transmisión aérea", Memorias XXXVI Jor.Sud.Ing.Estruct., ID 046, Montevideo, Uruguay, 2014.

Detke, F.R., Duarte, J., Pizzutti, H.D., Gruber, A.S., Morales, V.R., Vivanco, C.B., Golemba, J.L., Möller, O. "Optimización de postes de hormigón pretensado para líneas de transmisión eléctrica". Mecánica Computacional Vol. XXXII, pág. 2097-2114, AMCA, 2013.

Detke,F.R., Duarte,J.A., Möller,O. "Respuesta estructural de sistemas de transmisión de energía eléctrica en la provincia de Misiones, Argentina". Memorias XXII J.AIE, 029, 2012.

Detke,F.R., Reinert,H.O., Duarte,J.A., Pizzutti,H.D., Fank,P.Y., Golemba,J.L., Möller,O. "Análisis estructural por elementos finitos aplicados a sistemas de transmisión eléctrica en la provincia de Misiones, Argentina". Mecánica Computacional Vol. XXX, pág. 2651-2667, AMCA, 2011.

Duarte, J., Mercanti, J., Golemba, J.L., Möller, O. "Modelo simplificado para líneas de transmisión eléctrica solicitadas por viento aleatorio". Memorias XXVII J.AIE, 072, 2022.

García, D.A., Detke, F.R., Metrailler, M.A., Miranda, R., Mercanti, J.A., Möller, O. "Análisis estructural de postes para soporte de lineas de transmisión de energía eléctrica". Mecánica Computacional Vol. XXXVI, pág. 901-910, AMCA, 2018.

Mercanti, J.A., Duarte, J.A., Möller, O., Laria, D. "Rotación de bases prismaticas de hormigon para soportes de líneas de transmisión de energía eléctrica de media tensión". Memorias XXVIII J.AIE, ID 083, 2024.

Mercanti,J.A., Pizzutti,H.D., Aguirre,M.A., Fank,P.Y., Möller,O. "Acción del viento como proceso estocástico aplicado a líneas de transmisión eléctrica". Mecánica Computacional Vol. XXX, pág. 2719-2733, AMCA, 2011.

Payán Serrano, O.J., Bojórquez Mora, E., Reyes Salazar, A. "Simulación de la componente longitudinal del viento por representación espectral y el análisis dinámico en edificios de cortante" Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. XIX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, pp.1-18, 2014.

Pizzutti, H.D., Aguirre, M.A., Mercanti, J.A., Möller, O. "Modelización del comportamiento estático y dinámico de cables conductores en líneas eléctricas". Mecánica Computacional Vol. XXXII, pág. 2215-2235, AMCA, 2013.

Shinozuka, M., Deodatis, G. "Simulation of stochastic processes by spectral representation" Applied Mechanic Rev, Vol.44, Nº 4, pp.191-204, 1991. https://doi.org/10.1115/1.3119501

Shinozuka, M., Jan, C.M. "Digital simulation of random processes and its applications" Journal of Sound and Vibration, Vol.25 Nº l, pp.111-128, 1972. https://doi.org/10.1016/0022-460X(72)90600-1

Zhang,J. Performance-based seismic design using designed experiments and neural networks, PhD. Thesis, Department of Civil Engineering, University of British Columbia, 2003.

Descargas

Publicado

2024-11-08

Número

Sección

Artículos completos del congreso MECOM 2024