DOCUMENTO TÉCNICO
RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
SEPTIEMBRE 2018
ACTUALIZADO MARZO 2020
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
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Toda reproducción total o parcial deberá citar claramente al Comité Chile de CIGRE
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
I.
INTRODUCCION
El Comité Chileno de CIGRE, cumpliendo con su misión de facilitar y fomentar el intercambio
de conocimientos y experiencias, convocó a un grupo de profesionales y especialistas del sector
eléctrico local, el cual, después de un intenso periodo de trabajo, ha elaborado el presente
documento que pretende aportar recomendaciones que permitan a las Instalaciones Eléctricas
enfrentar de mejor manera los fenómenos sísmicos.
La elaboración de esta propuesta fue desarrollado por un Comité Técnico Especial convocado
por CIGRE Chile, el cual estuvo conformado por diversos profesionales del sector,
pertenecientes a empresas del área eléctrica, universidades y empresas consultoras de
ingeniería, con un total de 15 integrantes permanentes, quienes desarrollaron los distintos
análisis y prepararon los documentos de trabajo que dieron origen a la presente
Recomendación, y 24 integrantes con participación parcial, quienes asistieron a algunas de las
reuniones de trabajo y que tuvieron a su disposición, para sus comentarios y observaciones, los
documentos de trabajo elaborados durante el proceso.
II.
ALCANCE
El presente documento denominado “Recomendación de Requisitos Sísmicos para
Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión” tiene como finalidad unificar los requisitos símicos
que se recomienda deberían cumplir en Chile los distintos elementos que conforman las
Instalaciones de Alta Tensión, tales como equipos eléctricos, estructuras, fundaciones y obras
civiles, y está basado en recomendaciones y normas que actualmente se encuentran dispersas
en distintas fuentes, haciéndolas coherentes y armónicas. Adicionalmente, se han incorporado
las lecciones derivadas de los últimos elementos sísmicos ocurridos en el país, así como la
experiencia nacional y la experiencia internacional de instalaciones de esta naturaleza, en base
al análisis de normas y recomendaciones de diseño internacionales.
III. NORMAS Y ESPECIFICACIONES UTILIZADAS COMO REFERENCIA
Las principales Normas, Especificaciones y Recomendaciones que se han utilizado como
referencia para la elaboración del presente documento son las siguientes:
NORMAS,
ESPECIFICACIONES Y
RECOMENDACIONES
AÑO
NOMBRE
NCh 2369
2017
Anteproyecto Diseño sísmico de estructuras e
instalaciones industriales (propuesta de actualización
NCh 2369 elaborado por el Comité a cargo del Instituto
de la Construcción, ya entregado al INN para proceso de
Consulta Pública).
ASCE 7
2016
Minimum Design Loads and Associated Criteria for
Buildings and Other Structures.
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NORMAS,
ESPECIFICACIONES Y
RECOMENDACIONES
AÑO
NOMBRE
CIGRE Chile
2012
Lecciones y recomendaciones para el sector eléctrico
derivadas del terremoto del 27 de Febrero del 2010 en
Chile.
ASCE 113
2010
Substation Structure Design Guide.
ETG A.020
2008
Transelec. Especificaciones Técnicas Generales.
Especificaciones de Diseño Sísmico de Instalaciones
Eléctricas de Alta Tensión.
ETG A.021
2005
Transelec. Especificaciones Técnicas Generales. Diseño
Sísmico de estructuras de subestaciones.
IEEE 693
2005
Recommended Practice for Seismic Design of Substations
y Borrador 17 para actualización (Borrador aprobado por
el grupo de trabajo de la IEEE).
ETG I.1.020
1997
Ingendesa. Especificaciones Técnicas Generales.
Requisitos de Diseño Sísmico para Equipo Eléctrico.
Versión Resumida.
ETG 1.015
1987
Endesa. Especificaciones Técnicas Generales. Diseño
Sísmico.
IV. ESTRUCTURACION DEL DOCUMENTO
El presente documento se ha estructurado como sigue:

Capítulo 1: Comprende los requisitos sísmicos que son comunes a los distintos elementos
que conforman las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
o Anexo N°1: Comprende los requisitos sísmicos particulares por tipo de equipo
eléctrico.

Capítulo 2: Comprende los requisitos sísmicos para los equipos eléctricos.

Capítulo 3: Comprende los requisitos sísmicos para las estructuras de soporte de equipos,
fundaciones de equipos y las otras estructuras y obras civiles que se encuentran dentro
de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
o Anexo N°2: Recomendaciones para el diseño de fundaciones.
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V. PROCEDIMIENTO DE TRABAJO Y AGRADECIMIENTOS
El Comité Técnico especial estuvo conformado por dos Sub Comités: el Sub Comité de Equipos
orientado para el desarrollo de las secciones relacionadas con el diseño sísmico de equipos
eléctricos y el Sub Comité Civil Estructural, orientado al desarrollo de las secciones relacionadas
con las estructuras, fundaciones y en general todas las otras obras civiles que forman parte de
las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión. Ambos Sub-Comités sesionaron en conjunto para
el desarrollo del Capítulo 1, que corresponde a los requisitos sísmicos comunes, y para la
revisión y coordinación final de los distintos capítulos y anexos de la presente Recomendación.
El Comité sesionó entre el mes de octubre de 2016 y comienzos del mes de junio de 2018,
efectuando un total de 75 reuniones de trabajo, lo que, sumado al trabajo en paralelo a las
reuniones para la elaboración de las propuestas de cada sección, suman un total aproximado
de 3.300 Horas Hombre.
El Sub-Comité de Equipos, liderado por el Director Técnico de CIGRE Chile señor Hernán Casar
(Consultorías HCC) estuvo integrado por los siguientes profesionales: Alex Müller (Transelec),
Bladimir Rivas (Transelec), Dania Valdivia (EQCO), Ernesto Cruz (EQCO), Federico Reich (Reich
Ingeniería), Gonzalo Calvo (Consultorías HCC) y Raúl Alvarez (Consultor Independiente y
Profesor DIE FCFM Universidad de Chile).
En el Sub Comité Civil Estructural, liderado por la Directora de CIGRE Chile señora Marcela
Aravena (Ingtegral Servicios de Ingeniería) participaron los siguientes profesionales: Alejandro
Fernández (Elecnor), Bladimir Rivas (Transelec), Dania Valdivia (EQCO), Ernesto Cruz (EQCO),
Juan Cisternas (ACI Ingeniería), Juan González (Reich Ingeniería), Matías González (Transelec),
Patricio Bilbao (ABC Ingeniería), Ramiro Basaez (Profesor Departamento Obras Civiles
Universidad Técnica Federico Santa María) y Raúl Alvarez (Consultor Independiente y Profesor
DIE FCFM Universidad de Chile).
En forma parcial colaboraron los profesionales señores: Alejandro Salazar (Geoservices por
Chilquinta), Andrés Alvarado (Rodríguez y Goldsack), Arturo Goldsack (Rodríguez y Goldsack),
Braulio Ortuzar (Chilquinta), Cristián Illanes (SEC), Daniel Mancilla (InterChile), David Watts
(Profesor Departamento Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Chile), David
Zamorano (Hatch), Francisco Hernández (Colbún), Francisco Swett (InterChile), Franklin
Stuardo (Saesa), Iván Soto (Chilquinta), Jaime López (Enel Distribución), Luis Humeres (Engie
Energía), Marcelo Barrera (Comisión Nacional de Energía), Marco Peirano (Comisión Nacional
de Energía), Nelson Urdaneta (Coordinador Nacional Eléctrico), Nicolás Gorriño (Celeo Redes),
Pablo Medina (Frontera Energía), Paulina Muñoz (Comisión Nacional de Energía), Patricio
Carmona (Engie Energía), Roger Schurch (Profesor Departamento Ingeniería Eléctrica
Universidad Técnica Federico Santa María), Sebastián Fingerhuth (Profesor Departamento
Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Valparaíso) y Saul Urbina (Geoservices
por Chilquinta).
A todos ellos el Directorio de CIGRE Chile reconoce su esfuerzo y dedicación que entendemos
contribuirá al bienestar general del país. Así también agradecemos a las empresas a las cuales
esos profesionales pertenecen por las facilidades dadas para realizar el trabajo.
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VI. ACTUALIZACION DEL DOCUMENTO A MARZO 2020
El documento original editado en Septiembre de 2018 se hizo público por medio de la página
WEB de CIGRE Chile, www.cigre.cl, y por medio del Seminario Tutorial organizado por CIGRE
Chile el 03 de diciembre de 2018, efectuado en los salones del Hotel Intercontinental de
Santiago.
En el mencionado Seminario Tutorial se entregó un ejemplar del documento a cada uno de los
asistentes al evento y se abrió un periodo de consultas y comentarios púbicos para que quien
quisiera pudiera enviar, a una dirección de correo electrónico determinada de CIGRE, sus
consultas, comentario y/o contribuciones. Dicho periodo de consulta fue informado tanto en
el Seminario Tutorial como a través de los comunicados de CIGRE Chile y estuvo abierto hasta
fines de Abril de 2019.
Las consultas recibidas fueron clasificadas y estudiadas por los líderes del Comité de Estudio
de CIGRE Chile y posteriormente se realizó una reunión con cada uno de los autores, reunión
donde se analizaron las consultas particulares de cada uno y donde se determinó en conjunto
si se efectuaba alguna modificación al documento original.
Como resultado de este trabajo de consultas se emite el presente documento, que
corresponde a una versión actualizada a Marzo 2020 en forma y no fondo del documento
original. En este documento se indican las modificaciones en texto con letras color azul,
modificaciones que corresponden principalmente a actualización de redacciones de algunos
párrafos, incorporación de nuevas definiciones e incorporación de nuevos comentarios, todo
con la finalidad de un mejor entendimiento y aplicabilidad de la presente Recomendación.
Agradecemos a Consultorías HCC, EQCO, Ingtegral Servicios de Ingeniería, Siemens, WSP y al
Ingeniero Sr. Gonzalo Calvo por las contribuciones efectuadas en este proceso de consultas.
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CAPÍTULO 1
REQUISITOS GENERALES
1.1.
ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN ....................................................................................... 15
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
1.1.4.
1.1.5.
Alcance ............................................................................................................................... 15
Filosofía de diseño ............................................................................................................. 15
Campo de aplicación .......................................................................................................... 16
Lenguaje utilizado en la presente Recomendación ........................................................... 16
Normas y Especificaciones ................................................................................................. 17
1.2.
DEFINICIONES.......................................................................................................................... 18
1.3.
DISPOSICIONES PARA DISEÑO SÍSMICO.................................................................................. 25
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
Alcance ............................................................................................................................... 25
Intensidad Sísmica de Diseño ............................................................................................ 25
Acciones sísmicas para el diseño ....................................................................................... 25
Espectro de Diseño o RRS .................................................................................................. 26
Factor de Importancia “IE”, Factor de Modificación de la Respuesta “R” y Razón de
Amortiguamiento “” ...................................................................................................... 28
1.3.6. Acciones simultáneas con el sismo .................................................................................... 31
1.4.
SOLICITACIONES DE DISEÑO ................................................................................................... 33
1.4.1.
1.4.2.
1.4.3.
1.4.4.
1.4.5.
1.4.6.
1.4.7.
1.4.8.
1.5.
Solicitaciones de cargas permanentes (CP) ....................................................................... 33
Solicitación Sísmica (E) ....................................................................................................... 33
Solicitaciones debidas a cargas de operación (CO o COs) ................................................. 34
Solicitaciones debidas a cargas de conexiones (T) ............................................................ 34
Solicitaciones debidas a cargas de cortocircuito (FC) ........................................................ 34
Solicitaciones debidas a las condiciones meteorológicas (CA o CAs) ................................ 34
Otras solicitaciones ............................................................................................................ 35
Combinaciones de cargas .................................................................................................. 35
DOCUMENTOS QUE RESPALDAN EL DISEÑO .......................................................................... 37
1.5.1. Memorias de Cálculo ......................................................................................................... 37
1.5.2. Planos................................................................................................................................. 38
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CAPÍTULO 2
REQUISITOS SÍSMICOS
PARA EQUIPOS ELÉCTRICOS
2.1.
ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN ....................................................................................... 41
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
Alcance ............................................................................................................................... 41
Filosofía de diseño ............................................................................................................. 41
Campo de aplicación .......................................................................................................... 41
Normas y Especificaciones ................................................................................................. 41
2.2.
CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE ALTA TENSIÓN ..................................................................... 43
2.3.
REQUISITOS SÍSMICOS PARA EQUIPOS ................................................................................... 44
2.4.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA SOBRE LOS EQUIPOS ........... 45
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.4.4.
2.5.
Método Estático................................................................................................................. 45
Método de Coeficientes Estáticos ..................................................................................... 46
Método Estático Simplificado ............................................................................................ 47
Método de Análisis Dinámico por Superposición Modal Espectral ................................... 48
PRUEBAS EN MESA VIBRATORIA ............................................................................................. 50
2.5.1. Proceso para verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos............................ 50
2.5.2. Pruebas en Mesa Vibratoria .............................................................................................. 50
2.6.
PRUEBAS Y/O MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RAZON DE
AMORTIGUAMIENTO ......................................................................................................... 61
2.6.1. Pruebas de Oscilación Libre ............................................................................................... 61
2.7.
MÉTODO ESPECIAL PARA VERIFICACIÓN SISMICA POR GRUPO DE EQUIPOS ........................ 64
2.8.
ESFUERZOS DE ACOPLAMIENTO MECÁNICO .......................................................................... 66
2.9.
SOLICITACIONES DE DISEÑO PARA EQUIPOS .......................................................................... 67
2.9.1. Fuerza de Cortocircuito ..................................................................................................... 67
2.9.2. Solicitaciones debido a condiciones meteorológicas ........................................................ 68
2.10. REQUISITOS DE RESISTENCIA .................................................................................................. 69
2.10.1. Materiales dúctiles ............................................................................................................ 69
2.10.2. Materiales no dúctiles y no poliméricos ............................................................................ 70
2.10.3. Materiales poliméricos ...................................................................................................... 74
2.11. ESTRUCTURAS DE SOPORTE .................................................................................................... 77
2.12. FIJACIÓN O ANCLAJE DE EQUIPOS .......................................................................................... 78
2.13. EQUIPOS MONTADOS EN ALTURA .......................................................................................... 79
2.14. EQUIPOS SUSPENDIDOS.......................................................................................................... 80
2.15. CONEXIONES DE LOS EQUIPOS A LA RED DE ALTA TENSIÓN .................................................. 81
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CAPÍTULO 3
REQUISITOS SÍSMICOS
PARA ESTRUCTURAS, FUNDACIONES Y OTRAS OBRAS CIVILES
3.1.
GENERAL ................................................................................................................................. 83
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4.
3.2.
Alcance ............................................................................................................................... 83
Filosofía de diseño ............................................................................................................. 83
Campo de aplicación .......................................................................................................... 83
Normas y Especificaciones ................................................................................................. 84
SOLICITACION SÍSMICA SOBRE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE EQUIPOS . 85
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
3.2.5.
Alcance ............................................................................................................................... 85
Zonificación Sísmica ........................................................................................................... 85
Solicitación Sísmica ............................................................................................................ 86
Nivel Basal .......................................................................................................................... 86
Factor de Importancia “IE”, Factor de Modificación de la Respuesta “R” y Razón de
Amortiguamiento “” ...................................................................................................... 86
3.2.6. Determinación de las fuerzas sísmicas mediante método estático equivalente .............. 87
3.2.7. Determinación de las fuerzas sísmicas mediante un método dinámico ........................... 89
3.3.
MÉTODOS PARA DISEÑO SISMICO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE
EQUIPOS............................................................................................................................. 91
3.3.1. Método Estático Civil ......................................................................................................... 91
3.3.2. Método de Análisis Dinámico ............................................................................................ 95
3.4.
SOLICITACIONES DE DISEÑO PARA ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE
EQUIPOS........................................................................................................................... 100
3.5.
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE DE EQUIPOS .......................................................... 101
3.5.1.
3.5.2.
3.5.3.
3.5.4.
3.5.5.
3.5.6.
3.5.7.
3.5.8.
3.5.9.
3.6.
Alcance ............................................................................................................................. 101
Criterio general de diseño ............................................................................................... 101
Requisitos de rigidez global ............................................................................................. 101
Requisitos de rigidez local ............................................................................................... 102
Definición del sistema de fijación del equipo a la estructura de soporte ....................... 103
Diseño por resistencia de la estructura ........................................................................... 103
Diseño del sistema de anclaje de la estructura de soporte a la fundación ..................... 103
Estructuras tipo parrón .................................................................................................... 103
Estructuras especiales de soporte de equipos ................................................................ 104
DISEÑO DE SISTEMAS DE ANCLAJE A LA FUNDACIÓN .......................................................... 105
3.6.1.
3.6.2.
3.6.3.
3.6.4.
3.6.5.
3.6.6.
General ............................................................................................................................ 105
Materiales ........................................................................................................................ 106
Fuerza sísmica para diseño .............................................................................................. 107
Pernos de anclaje en general ........................................................................................... 107
Cajas de anclaje ............................................................................................................... 107
Llaves de corte ................................................................................................................. 108
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PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
3.6.7. Topes sísmicos ................................................................................................................. 108
3.6.8. Pernos de anclaje post instalados ................................................................................... 109
3.6.9. Diseño de los sistemas de anclaje ................................................................................... 109
3.6.10. Información requerida por parte del Proveedor del Equipo para el diseño de los
sistemas de anclaje ....................................................................................................... 110
3.6.11. Sistemas de anclaje de equipos a la fundación sin pernos de anclaje ............................ 110
3.7.
DISEÑO DE FUNDACIONES .................................................................................................... 112
3.7.1.
3.7.2.
3.7.3.
3.7.4.
3.7.5.
3.7.6.
3.7.7.
3.8.
Alcance ............................................................................................................................. 112
Requisitos Generales ....................................................................................................... 112
Requisitos de Resistencia y Estabilidad ........................................................................... 113
Requisitos de Operatividad.............................................................................................. 114
Diseño de fundaciones tipo dado o zapatas .................................................................... 114
Diseño de fundaciones con micropilotes......................................................................... 115
Diseño de fundaciones tipo pilas ..................................................................................... 117
DISEÑO DE FUNDACIONES PARA EQUIPOS GIS Y EQUIPOS DE COMPENSACION SERIE....... 121
3.8.1. Alcance ............................................................................................................................. 121
3.8.2. Fundaciones para Equipos GIS ......................................................................................... 121
3.8.3. Fundaciones para Equipos de Compensación Serie ........................................................ 125
3.9.
REQUISITOS PARA LA REUTILIZACIÓN DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES
EXISTENTES ...................................................................................................................... 126
3.10. DISEÑO DE ESTRUCTURAS ALTAS Y ESTRUCTURAS DE SOPORTE DE ANTENAS ................... 127
3.10.1. Alcance ............................................................................................................................. 127
3.10.2. Consideraciones para el diseño sísmico de Equipos sobre estructuras altas .................. 128
3.10.3. Diseño de la sección local de la Estructura Alta donde se fija el equipo ......................... 130
3.10.4. Diseño de Estructuras Altas de Subestaciones ................................................................ 131
3.10.5. Caso Especial: Equipos suspendidos o colgados .............................................................. 136
3.10.6. Diseño de Estructuras de Líneas de Transmisión ............................................................ 136
3.10.7. Diseño de Estructuras de Soporte de Antenas ................................................................ 137
3.10.8. Diseño de Fundaciones .................................................................................................... 138
3.11. DISEÑO DE OTRAS OBRAS CIVILES DENTRO DE SUBESTACIONES......................................... 139
3.11.1. Alcance ............................................................................................................................. 139
3.11.2. Normas............................................................................................................................. 139
3.11.3. Solicitación Sísmica .......................................................................................................... 140
3.11.4. Factor de Importancia “I”. ............................................................................................... 140
3.11.5. Factor de Modificación de la Respuesta “R” ................................................................... 141
3.11.6. Requisitos de diseño ........................................................................................................ 141
3.11.7. Requisitos generales para el diseño de Obras Civiles de Subestaciones Eléctricas ........ 142
3.11.8. Combinaciones de carga .................................................................................................. 142
3.11.9. Diseño de muro cortafuego ............................................................................................. 143
3.11.10. Diseño de salas eléctricas, casetas de control y otras edificaciones similares ............. 144
3.11.11. Diseño de salas para equipos GIS interiores ................................................................. 145
3.11.12. Diseño de sistemas colectores de aceite. ..................................................................... 146
3.11.13. Estanque de agua .......................................................................................................... 147
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3.12. INFORME DE MECÁNICA DE SUELOS .................................................................................... 148
3.12.1. Alcance ............................................................................................................................. 148
3.12.2. Normas............................................................................................................................. 148
3.12.3. Responsable del Informe de Mecánica de Suelos ........................................................... 148
3.12.4. Finalidad del Informe de Mecánica de Suelos ................................................................. 149
3.12.5. Exploración y Ensayos de Laboratorio ............................................................................. 149
3.12.6. Informe de Mecánica de Suelos para Subestaciones ...................................................... 151
3.12.7. Informe de Mecánica de Suelos para Líneas ................................................................... 156
3.13. DOCUMENTOS QUE RESPALDAN EL DISEÑO ........................................................................ 158
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ANEXO N°1
REQUISITOS SÍSMICOS PARTICULARES
POR TIPO DE EQUIPO ELÉCTRICO
A1.1. ALCANCE ............................................................................................................................... 159
A1.2. NIVEL DE TENSIÓN ................................................................................................................ 159
A1.3. EQUIPOS RÍGIDOS ................................................................................................................. 160
A1.4. EQUIPOS SEMI-RÍGIDOS: TRANSFORMADORES DE PODER, REACTORES DE PODER Y
SIMILARES ........................................................................................................................ 160
A1.5. EQUIPOS GIS Y SIMILARES..................................................................................................... 166
A1.5.1. Descripción general del equipo ....................................................................................... 166
A1.5.2. Requisitos sísmicos .......................................................................................................... 167
A1.6. BANCOS DE CONDENSADORES ............................................................................................. 169
A1.6.1. Equipos de Compensación Serie de Líneas de Transmisión ............................................ 169
A1.6.2. Bancos de condensadores en derivación (shunt) ............................................................ 172
A1.7. EQUIPOS FLEXIBLES CON SIMETRÍA RESPECTO A SU EJE VERTICAL ..................................... 173
A1.7.1. Equipo sin amortiguadores .............................................................................................. 173
A1.7.2. Equipos con amortiguadores ........................................................................................... 174
A1.7.3. Pararrayos ........................................................................................................................ 174
A1.7.4. Transformadores de Potencial, Condensador de Acoplamiento y otros similares ......... 175
A1.7.5. Requisitos para estructura de soporte ............................................................................ 176
A1.8. EQUIPOS FLEXIBLES SIN SIMETRÍA RESPECTO A SU EJE VERTICAL ....................................... 177
A1.8.1. Equipo sin amortiguadores .............................................................................................. 177
A1.8.2. Equipos con amortiguadores ........................................................................................... 178
A1.8.3. Desconectadores ............................................................................................................. 179
A1.8.4. Requisitos para estructura soporte ................................................................................. 180
A1.9. INTERRUPTORES.................................................................................................................... 180
A1.9.1. Interruptores de Estanque Vivo o Live Tank .................................................................... 180
A1.9.2. Interruptores de Estanque Muerto o Dead Tank ............................................................ 180
A1.10.
EQUIPOS MONTADOS EN ALTURA................................................................................... 181
A1.10.1. Equipos montados sobre estructuras tipo parrón ........................................................ 181
A1.10.2. Equipos montados sobre estructuras altas ................................................................... 181
A1.10.3. Equipos dentro de edificios o salas, montados en pisos superiores al nivel de
terreno …………………..………………………………………………………………………………………………. 182
A1.11.
EQUIPOS ELÉCTRICOS INSTALADOS SUSPENDIDOS ......................................................... 182
A1.12.
INSTALACIONES DE TRANSMISIÓN EN HVDC Y SUS SALAS DE VÁLVULAS....................... 183
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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A1.13.
OTROS EQUIPOS .............................................................................................................. 184
A1.13.1. Bancos de baterías acumuladoras ................................................................................ 184
A1.13.2. Celdas metálicas autosoportadas ancladas al piso ....................................................... 185
A1.13.3. Reactores en aire........................................................................................................... 186
A1.13.4. Aisladores de Soporte de porcelana ............................................................................. 187
A1.14.
OTROS ELEMENTOS ......................................................................................................... 187
A1.14.1. Barras rígidas de subestaciones aéreas ........................................................................ 187
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ANEXO N°2
RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES
A2.1. ALCANCE ............................................................................................................................... 189
A2.2. RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES CON MICROPILOTES Y PILAS ..... 190
A2.3. MÉTODO X-Y MODIFICADO................................................................................................... 192
A2.4. MÉTODO DE SULZBERGER .................................................................................................... 201
A2.5. MÉTODO PARA VERIFICACIÓN AL DESLIZAMIENTO ............................................................. 205
A2.6. CLASIFICACIÓN DE SUELOS TIPO ENDESA ............................................................................. 208
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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Este documento es propiedad del Comité Chileno de CIGRE
Toda reproducción total o parcial deberá citar claramente al Comité Chile de CIGRE
www.cigre.cl
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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CAPÍTULO 1
REQUISITOS GENERALES
1.1.
ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN
1.1.1.
Alcance
La presente Recomendación establece los requisitos que deberán cumplir los equipos
eléctricos, las estructuras, las fundaciones y las obras civiles correspondientes a las líneas y
subestaciones eléctricas que conforman las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión, incluyendo
a las subestaciones eléctricas elevadoras de las centrales de generación, para ser considerados
aceptables para ser instalados en Chile debido a su condición sísmica.
Comentario C1.1.
a.
Equipos eléctricos de las Instalaciones de Alta Tensión
En general, el diseño y la elección del material para los equipos eléctricos se realiza en base a normas
de uso internacional definidas para cumplir con su función operacional, siendo la solicitación sísmica
una solicitación adicional que deberán satisfacer para su operación en una zona sísmica.
Por esta razón, según sea el tipo de equipo, algunos de sus componentes se diseñan para cumplir
con los requisitos sísmicos y para otros de sus componentes se verifica que su diseño y fabricación
cumplan con dichos requisitos. Los componentes de un equipo que se diseñan sísmicamente y los
componentes del mismo equipo para los que se verifica que cumplan con los requisitos sísmicos
dependerán del tipo de equipo.
b.
1.1.2.
En general, en este tipo de Instalaciones los sistemas pueden o no tener dispositivos de disipación
de energía, entendiéndose como tal a amortiguadores viscosos y/o de fricción, ya sea en el equipo
o en el sistema estructural equipo + estructura de soporte. A la fecha de publicación de este
documento, sistemas con dispositivos de aislación en la base no son habituales en este tipo de
Instalaciones.
Filosofía de diseño
Los requisitos que se definen en la presente Recomendación están relacionadas no solo con la
resistencia a las solicitaciones sísmicas y no sísmicas a las que estarán sometidos los distintos
elementos que conforman las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión, sino que también a las
condiciones de inmediata disponibilidad de operación que deberán tener este tipo de
instalaciones después de ocurrido el sismo, situación que lleva a la necesidad de imponer
requisitos de comportamiento sísmico que tienden a ser más exigentes que los aplicables a
otras instalaciones industriales.
Por inmediata disponibilidad de operación deberá entenderse que los daños que se produzcan
en la instalación no deberán limitar la operación de la misma después de ocurrido el sismo y
que, en caso de ser necesarias reparaciones, éstas deberán poder realizarse de manera tal que
no afecten la continuidad de operación de la instalación.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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1.1.3.
Campo de aplicación
Los requisitos de la presente Recomendación son aplicables a:

Los equipos eléctricos señalados explícitamente en el Anexo N°1 y otros equipos cuyo
comportamiento sísmico pueda considerarse como asimilable a alguno de los equipos
señalados en dicho anexo.

Las estructuras y obras civiles señaladas explícitamente en el Capítulo 3 y todas aquellas
cuyo comportamiento sísmico pueda considerarse como asimilable a alguna de las
señaladas en dicho capítulo.

Los sistemas de anclajes de equipos eléctricos y estructuras de soporte de equipos
eléctricos a la fundación.

Las fundaciones de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
Los requisitos de la presente Recomendación deberán ser considerados por los Proveedores,
los Diseñadores, los Revisores, los Contratistas y los Dueños o Responsables de las Instalaciones
Eléctricas de Alta Tensión en los procesos de diseño y construcción de dichas instalaciones.
Para los equipos eléctricos, estructuras u obras civiles que formen parte de las Instalaciones
Eléctricas de Alta Tensión y para los que no se definan requisitos sísmicos específicos en la
presente Recomendación, será el Dueño quien deberá definir las exigencias sísmicas de
manera que cumplan con la Filosofía de Diseño señalada en la cláusula 1.1.2 del presente
Capítulo 1.
Comentario C1.2.
a.
1.1.4.
Diseño sísmico de Centrales de Generación
La propuesta de actualización de la norma NCh 2369 “Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones
Industriales”, elaborada a través del Instituto de la Construcción, incluye un nuevo capítulo para
incorporar los requisitos sísmicos para Centrales de Generación.
Lenguaje utilizado en la presente Recomendación
Considerando que de acuerdo con lo señalado en la cláusula 1.1.3 del presente Capítulo 1 el
Campo de Aplicación abarca a un amplio espectro de profesionales, no todos necesariamente
con formación sísmica, el lenguaje utilizado en la presente Recomendación corresponde al
lenguaje habitualmente utilizado para este tipo de Instalaciones en Chile.
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1.1.5.
Normas y Especificaciones
Las principales Normas y Especificaciones complementarias a la presente Recomendación se
señalan en los respectivos Capítulo 2 y Capítulo 3 cuando corresponda.
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1.2.
DEFINICIONES
1.2.1.
Aceleración Basal “Ao”
Parámetro que caracteriza la intensidad de la solicitación sísmica de diseño. Para efectos
de la presente Recomendación, se asocia a la máxima aceleración horizontal del suelo en
el sitio de la instalación.
1.2.2.
Aceleración Basal “A’o”
Parámetro que caracteriza la intensidad de la solicitación sísmica de diseño para los
equipos eléctricos cuando estos se encuentran ubicados en altura de acuerdo con lo que
se señala en la sección 2.13 del Capítulo 2.
1.2.3.
Alta Tensión para efectos de la presente Recomendación
Corresponde a elementos con tensión > 1 kV.
1.2.4.
Amortiguador
Elemento o dispositivo para disipación de energía; puede ser viscoso y/o de fricción.
1.2.5.
Anexo N°1
Anexo que establece los requisitos sísmicos particulares que deberán cumplir los equipos
eléctricos que forman parte de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión y que es parte
integrante del Capítulo 2 de la presente Recomendación.
1.2.6.
Anexo N°2
Anexo con recomendaciones para el diseño de fundaciones y que complementa el Capítulo
3 de la presente Recomendación.
1.2.7.
Brida o Flange
Elemento en la base de las columnas de aislación de los equipos eléctricos que permite
conectar la columna de aislación a su estructura de soporte. En la presente
Recomendación se utilizará “Flange” o “Brida” de manera indistinta.
1.2.8.
Comentario
Comentario que aclara y/o complementa una cláusula de la presente Recomendación. Se
indican en letra cursiva al final del punto o cláusula respectivo.
1.2.9.
Contratista
Responsable del desarrollo de la ingeniería y/o construcción del proyecto de la Instalación
Eléctrica de Alta Tensión y por ende responsable de la entrega de toda la documentación
necesaria que respalda el diseño sísmico de las estructuras, fundaciones y obras civiles que
corresponden al proyecto. Cuando el Contratista también es responsable del Suministro
de los Equipos Eléctricos, entonces aplica también lo señalado en la definición 1.2.39.
1.2.10.
Corte Basal “Qb”
Fuerza sísmica total horizontal actuando en el Nivel Basal.
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DOCUMENTO TÉCNICO
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1.2.11.
Diseñador
Corresponde al profesional responsable del diseño sísmico del elemento.
El Diseñador deberá ser un profesional con a lo menos 5 años de experiencia en el diseño
sísmico de elementos del mismo tipo o similares al cual es responsable y deberá estar
debidamente identificado en todos los documentos que respaldan el diseño.
En el caso de los equipos eléctricos objeto de la presente Recomendación, el Diseñador
que se identifique será el Fabricante del equipo. En el caso que sea una Empresa de
Ingeniería la responsable del diseño de las estructuras u obras civiles objeto de la presente
Recomendación, ésta deberá identificar en los documentos que respaldan sus diseños, al
profesional responsable que cumple con los requisitos aquí señalados.
Para efectos del Capítulo 2, “Diseñador” se deberá entender como el diseñador de los
elementos que corresponden a dicho capítulo, haciéndose la diferencia con el “Diseñador
de la Estructura de Soporte” o con el “Diseñador de la Fundación” cuando corresponda.
Para efectos del Capítulo 3, “Diseñador” se deberá entender como el diseñador de los
elementos que corresponden a dicho capítulo, haciéndose la diferencia con el “Diseñador
del Equipo” cuando corresponda.
1.2.12.
Diseño Sísmico
Para efectos de la presente Recomendación, se entenderá como “diseño símico” tanto al
diseño propiamente tal como a la demostración de que el elemento cumple con los
requisitos sísmicos establecidos en la presente Recomendación, siendo la segunda
situación la más característica para los equipos eléctricos de acuerdo con lo señalado en
el Comentario C1.1. Para la definición de “requisitos sísmicos”, ver la cláusula 1.2.40.
1.2.13.
Dueño
Corresponde al Propietario de la instalación, el cual es el Responsable Final ante la
Autoridad de que dicha instalación cumpla los requisitos sísmicos establecidos en la
presente Recomendación.
1.2.14.
Elemento
Corresponde a alguno de los distintos componentes globales que conforman las
Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión y cuyo requisito de diseño sísmico está definido
por la presente Recomendación, tales como: equipo eléctrico, estructura, fundación, obra
civil u otro. Cada elemento a su vez está conformado por distintos componentes.
1.2.15.
Equipo o Equipo Eléctrico
Equipo que forma parte de la Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión y para el que los
requisitos sísmicos están definidos por la presente Recomendación. El concepto de
“equipo” en la presente Recomendación incluye todos los elementos y componentes
necesarios para su correcta operación.
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1.2.16.
Equipos y/o Elementos Flexibles
Equipos y/o elementos de pequeña masa y cuya frecuencia fundamental es menor a 30
Hz.
En general estos equipos o elementos se caracterizan por tener amplificaciones dinámicas
importantes.
1.2.17.
Equipos Rígidos
Equipos cuya frecuencia fundamental es mayor a 30 Hz.
1.2.18.
Equipos Semi-Rígidos
Equipos conformados por un elemento principal de gran masa y rigidez, normalmente
anclado directamente a la fundación, por componentes flexibles y cuya frecuencia
fundamental es menor a 30 Hz.
1.2.19.
Espectro de Respuesta
Corresponde a la respuesta máxima de un sistema de un grado de libertad, linealmente
elástico, con amortiguamiento viscoso proporcional a la velocidad, para una excitación
determinada. La respuesta del sistema puede estar expresada en términos de
desplazamientos, velocidades o aceleraciones.
1.2.20.
Espectro de Diseño, Espectro de Respuesta Requerido o RRS
Espectro de respuesta de aceleraciones utilizado para definir el nivel de solicitación sísmica
de diseño y que corresponde al espectro definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1. Las
siglas RRS viene de su nombre en inglés (Required Response Spectrum).
1.2.21.
Espectro de Respuesta de Prueba o TRS
Corresponde al espectro de respuesta de aceleraciones en osciladores matemáticos
(teóricos), con un factor de amortiguamiento determinado, calculado a partir de las
aceleraciones medidas en la mesa vibradora durante los ensayos del equipo. Las siglas TRS
viene de su nombre en inglés (Test Response Spectrum).
1.2.22.
Estructuras de soporte de equipos o estructuras bajas
Las estructuras de soporte de equipos, también conocidas como estructuras bajas,
corresponden a estructuras de subestaciones cuya función es ser soporte de los equipos
eléctricos considerados como equipos flexibles según clasificación de la letra b) de la
sección 2.2, tales como interruptores, pararrayos, desconectadores, transformadores de
corriente y de potencial, aisladores de pedestal y otros similares. Estas estructuras no son
soporte de conductores de energía eléctrica.
1.2.23.
Estructuras altas
Las estructuras altas corresponden en general a estructuras cuya finalidad es sostener
conductores de energía eléctrica y sus accesorios instalados en altura, pudiendo o no
sostener también equipos. Dentro de esta definición se encuentran las estructuras altas
de subestaciones y las estructuras de soporte de líneas de transmisión.
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1.2.24.
Estructuras altas de subestaciones
Corresponden a los denominados pórticos, portales o marcos de líneas y/o barras, a los
pilares de malla aérea y a otra estructura de similares características, cuya principal
función es el remate de conductores con tensión mecánica según las exigencias
meteorológicas y tipo de solicitaciones definidas en el Reglamento NSEG 5 E.n 71 o el que
lo reemplace. Estas estructuras podrán o no tener equipos eléctricos.
1.2.25.
Estructuras de líneas de transmisión
Corresponde a las estructuras que soportan los conductores de las líneas de transmisión,
cuya principal solicitación de diseño corresponde a la tensión mecánica de conductores
según las exigencias meteorológicas y tipo de solicitaciones definidas en el Reglamento
NSEG 5 E.n 71 o el que lo reemplace. Estas estructuras normalmente no tienen equipos
eléctricos.
1.2.26.
Estructuras de soporte de antenas
Corresponden a estructuras cuya finalidad es sostener en altura los equipos de
comunicaciones de la subestación y cuya principal solicitación de diseño corresponde a las
exigencias meteorológicas de su lugar de ubicación y las solicitaciones correspondientes a
los equipos de antena a los cuales soportan.
1.2.27.
Estructuras tipo parrón o parrón
Estructuras modulares, generalmente de disposición rectangular en planta, conformadas
por pilares y vigas utilizadas en las Instalaciones de Alta Tensión para distribución o
sistemas auxiliares. La estructuración de un parrón está definida por su configuración
eléctrica para permitir la conexión de conductores energizados desde o hasta cualquiera
de sus cuatro lados y normalmente tienen equipos instalados sobre sus vigas o pilares.
1.2.28.
Fabricante
Responsable de la fabricación del elemento.
En el caso de los equipos eléctricos objeto de la presente Recomendación, el Fabricante
es el responsable del diseño sísmico de dicho equipo y por ende responsable de la
elaboración de toda la documentación necesaria que respalda el diseño sísmico del
equipo.
1.2.29.
Factor de Amplificación “Kh” y “Kv”
Factor de Amplificación para la solicitación sísmica estática equivalente horizontal “Kh” o
vertical “Kv” que representa el efecto relevante de la amplificación dinámica que tiene el
comportamiento de un equipo en particular. Esta situación se presenta por ejemplo en
equipos que están montados en altura, equipos sobre estructuras de soporte en voladizo
o equipos instalados horizontalmente, así como parte de equipos que se encuentran en
una situación similar, tales como soportes de los estanques conservadores de aceite de
transformadores de poder y los bushings, entre otros.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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1.2.30.
Factor de Importancia “IE”
Factor de Importancia correspondiente al equipo eléctrico de acuerdo a lo señalado en la
Tabla 1.3 del Capítulo 1.
1.2.31.
Factor de Importancia “I”
Factor de Importancia correspondiente a aquellas obras civiles que se diseñan de acuerdo
a lo señalado en la Tabla 3.5 de la sección 3.11 del Capítulo 3.
1.2.32.
Factor de Modificación de la Respuesta “R” o Factor “R”
Factor que tiene como función reducir las fuerzas sísmicas correspondientes a un
comportamiento elástico (lineal) para llevarlas a un nivel de fuerzas de diseño no elástico
(no lineal) tomando en cuenta la capacidad de disipación de energía sísmica que tiene el
elemento y su ductilidad (disipación por deformación).
1.2.33.
Frecuencia fundamental de oscilación o frecuencia fundamental
Es la menor de todas las frecuencias naturales de oscilación de un sistema estructural en
la que participa una parte importante de la masa total del sistema. En la presente
Recomendación se utilizará “frecuencia fundamental de oscilación” o “frecuencia
fundamental” de manera indistinta.
1.2.34.
Frecuencia equivalente
Parámetro de diseño que permite medir el cumplimiento de uno de los requisitos de
rigidez global definidos en la letra b) de la cláusula 3.5.3 del Capítulo 3 para la estructura
de soporte de equipo. La frecuencia equivalente no es la frecuencia fundamental de la
estructura de soporte de equipo ni tampoco del sistema equipo + estructura de soporte.
1.2.35.
Método estático equivalente
Método que, a través de fuerzas estáticas equivalentes aplicadas en el centro de gravedad
de los componentes del sistema estructural, representa adecuadamente las fuerzas
sísmicas sobre dichos componentes cuando el sistema estructural está sometido a la
acción sísmica.
1.2.36.
Nivel Basal
Nivel donde se considera aplicada la Aceleración Basal para la determinación de la
solicitación sísmica de diseño. En general corresponde a la base del Sistema Estructural.
1.2.37.
Nivel Basal para diseño de equipos
Nivel donde se considera aplicada la Aceleración Basal “Ao” definida en la cláusula 1.3.2
del Capítulo 1. En general corresponde a la base del equipo, salvo que el diseño o
verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo se realice en conjunto
con su estructura de soporte, en cuyo caso corresponderá a la base de la estructura.
1.2.38.
Nivel Basal para Capítulo 3
Para los diseños que corresponden al Capítulo 3, el Nivel Basal corresponde al nivel donde
se considera que se transfieren las fuerzas horizontales de inercia al suelo.
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1.2.39.
Proveedor de Equipo Eléctrico
Responsable del suministro del Equipo Eléctrico y por ende responsable de la entrega de
toda la documentación necesaria que respalda el diseño sísmico del equipo al cual provee.
Cuando el Proveedor es diferente del Fabricante, el Proveedor es responsable
subsidiariamente del diseño sísmico del equipo al cual provee.
1.2.40.
Requisitos Sísmicos
Para efectos de la presente Recomendación, se entenderá como “requisitos sísmicos” a
los requisitos necesarios para cumplir con el comportamiento esperado del sistema
cuando está sometido a la acción sísmica.
1.2.41.
Revisor Sísmico
Corresponde al profesional responsable de la revisión del diseño sísmico realizado por el
Diseñador.
El Revisor Sísmico deberá ser un profesional con a lo menos 10 años de experiencia en el
diseño sísmico y/o revisión de diseños sísmicos de elementos del mismo tipo o similares
al cual es responsable y deberá ser independiente del Diseñador.
En el caso de que sea una Empresa la responsable de la revisión sísmica, ésta deberá
identificar en los documentos que respaldan su revisión, al profesional responsable que
cumple con los requisitos aquí señalados.
Para efectos del Capítulo 2 y del Capítulo 3, donde se diga “Revisor Sísmico” se deberá
entender como el revisor de los elementos que corresponden a dicho capítulo respectivo.
1.2.42.
Sistema
Conjunto de componentes. Según sea el caso, corresponde al sistema estructural, al
sistema de anclaje o a otro sistema.
1.2.43.
Sistema de anclaje
Conjunto de elementos que permiten el anclaje de un equipo o estructura a su fundación.
1.2.44.
Sistema de fijación del equipo
Conjunto de elementos que permiten la fijación o unión del equipo a una estructura.
1.2.45.
Sistema Estructural
Sistema que se está analizando para diseñar el elemento. Según sea el caso, el sistema
estructural corresponde a:

equipo

equipo + estructura de soporte

equipo + fundación

equipo + estructura de soporte + fundación

otro
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1.2.46.
1.2.47.
Sistema estructural para Capítulo 2
Para los diseños o verificaciones de cumplimiento de los requisitos sísmicos que
corresponden al alcance del Capítulo 2, el sistema estructural que se deberá analizar
corresponde a:

equipo

equipo + estructura de soporte
Sistema estructural para Capítulo 3
Aun cuando la verificación del cumplimiento de los requisitos de diseño sísmico del equipo
se realiza de acuerdo con el Capítulo 2, para los diseños que corresponden al alcance del
Capítulo 3, el sistema estructural que se deberá analizar corresponde a:

equipo + fundación

equipo + estructura de soporte + fundación
1.2.48.
Torreta
Estructura de soporte de bushings de Transformadores de Poder y equipos similares. Estos
elementos, normalmente del tipo tubular, sobresalen del estanque principal del equipo y
contienen, sumergidos en el medio aislante de que se trate, tanto la parte inferior de los
bushings como los Transformadores de Corriente de que disponga el Transformador de
Poder.
1.2.49.
Verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos
Proceso mediante el cual se demuestra que un cierto elemento o sistema estructural
cumple con los requisitos sísmicos establecidos en la presente Recomendación.
1.2.50.
ZPA
Las siglas ZPA viene de Zero Period Acceleration y corresponde a la Aceleración Basal “Ao”.
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1.3.
DISPOSICIONES PARA DISEÑO SÍSMICO
1.3.1.
Alcance
Las presentes disposiciones son aplicables al diseño sísmico de los equipos eléctricos a los que
se refiere el Capítulo 2, y a sus estructuras de soporte y sus fundaciones de acuerdo a lo
señalado en el Capítulo 3.
Las disposiciones para el diseño sísmico de Obras Civiles que no tienen relación directa con los
equipos eléctricos a los que se refiere el Capítulo 2, se definen en la sección 3.11 del Capítulo
3.
1.3.2.
Intensidad Sísmica de Diseño
Independiente del lugar de emplazamiento de la Instalación, el diseño sísmico de los equipos
y sus estructuras de soporte deberá considerar la solicitación símica caracterizada por los
valores máximos de aceleración, de velocidad y de desplazamiento horizontales en la superficie
del terreno señalados en la Tabla 1.1 siguiente.
Aceleración Basal
“Ao”
a/g
Velocidad
v (cm/s)
Desplazamiento Horizontal
d (cm)
0.5
50
25
Tabla 1.1: Intensidad Sísmica de Diseño.
Si para el desarrollo del diseño de la instalación se ha realizado un Estudio de Amenaza Sísmica
particular para el sitio, entonces los valores que deberán considerarse serán los de dicho
estudio siempre y cuando los valores no sean menores a los señalados en la Tabla 1.1
Considerando que las fundaciones de los equipos no tienen el carácter de movilidad o traslado
que sí tienen los equipos y sus estructuras de soporte, para el diseño sísmico de sus
fundaciones se podrán considerar parámetros de intensidad sísmica correspondientes a la
Zona Sísmica donde su ubica la instalación de acuerdo con lo señalado en la cláusula 3.2.2 del
Capítulo 3.
1.3.3.
Acciones sísmicas para el diseño
El diseño sísmico se deberá realizar considerando simultáneamente las componentes
horizontal y vertical de la acción sísmica como se indica a continuación:
a.
En dirección horizontal: un movimiento del terreno cuya aceleración, velocidad y
desplazamiento máximos son los indicados en la cláusula 1.3.2.
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b.
En dirección vertical: un movimiento del terreno cuya aceleración es igual al 60% de la
aceleración horizontal máxima del terreno.
Esto deberá realizarse en dos direcciones horizontales ortogonales entre sí, que sean las más
desfavorables desde el punto de vista de la respuesta sísmica del sistema y considerando los
dos posibles sentidos de cada una de las componentes de la acción sísmica.
1.3.4.
Espectro de Diseño o RRS
A excepción de las obras civiles señaladas en la sección 3.11 del Capítulo 3, el Espectro de
Diseño para las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión corresponde a:
⎧
(0,85 ∙ 𝑓) .
⎪ max { 2,75 ∙ 𝐴 ∙
⎪
⎪
⎪ 𝐴
0,05
.

A
(Ao=0,5g)
1,840
1,605
1,370
1,230
1,060
0,945
0,820
0,585
A
(Ao=0,4g)
1,472
1,284
1,096
0,984
0,848
0,756
0,656
0,468
𝑓
𝑓
}
𝑓 < 𝑓1 𝐻𝑧
𝑓1 𝐻𝑧 ≤ 𝑓 ≤ 10 𝐻𝑧
𝑆 (𝑓, 𝐴 , )
=
𝑔
⎨
30
−1
⎪
𝑓
⎪ 𝐴 +(𝐴−𝐴 )∙
2
⎪
⎪
⎩ 𝐴

(%)
0.5
1
2
3
5
7
10
20
; 𝐴∗
10 𝐻𝑧 < 𝑓 ≤ 30 𝐻𝑧
𝑓 > 30 𝐻𝑧
A
(Ao=0,3g)
1,104
0,963
0,822
0,738
0,636
0,567
0,492
0,351
f1
(Hz)
0,829
0,896
0,957
0,987
1,018
1,029
1,029
0,995
f2
(Hz)
2,217
2,169
2,110
2,062
2,004
1,953
1,869
1,696
Tabla 1.2: Parámetros para el Espectro de Diseño
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En que:
Sa
= Aceleración del Espectro de Diseño.

= Razón de Amortiguamiento.
Ao
= Aceleración Basal.
A
= Aceleración máxima definida para el Espectro y que depende de la
Aceleración Basal “Ao” y de la Razón de Amortiguamiento “”.
f1
= Frecuencia que define el inicio del tramo para el cual la aceleración del
Espectro corresponde a la máxima.
f2
= Frecuencia que define el primer tramo de la curva de subida del espectro.
Figura 1.1: Espectro de Diseño para Frecuencia (Hz)
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Espectro de diseño (RRS); Ao=0,5 g
1,60
ξ=2%
1,40
1,20
ξ=5%
Sa/g
1,00
ξ=10%
0,80
ξ=20%
0,60
0,40
0,20
0,00
0,01
0,1
Período [s]
1
10
Figura 1.2: Espectro de Diseño para Período (s)
El Espectro aquí señalado se deberá considerar aplicable hasta suelos Tipo D de acuerdo con la
clasificación sísmica de suelos posterior al terremoto del 2010. Si el suelo donde se ubica el
proyecto se clasifica en Tipo E o F, el Dueño deberá realizar un Estudio Especial para definir el
Espectro de Diseño, el cual en ningún caso podrá tener solicitaciones menores que las aquí
señaladas.
Comentario C1.3.
Espectro de Diseño
a.
El espectro definido en la cláusula 1.3.4 mantiene la forma del Espectro de la ETG 1.020 e incorpora
para la zona de frecuencias bajas parámetros de suelo correspondientes a suelos Tipo D de acuerdo
con la clasificación sísmica de suelos posterior al terremoto del 2010. De este modo, el espectro
explicita hasta qué tipo de suelo sísmico es válido.
b.
De acuerdo con lo señalado en la sección 3.12 del Capítulo 3, se hace necesario clasificar los suelos
del proyecto en base a esta nueva clasificación sísmica.
1.3.5.
Factor de Importancia “IE”, Factor de Modificación de la Respuesta “R” y Razón de
Amortiguamiento “”
1.3.5.1. Factor de Importancia “IE” y Factor de Modificación de la Respuesta “R”
Los valores del Factor de Importancia “IE” y del Factor de Modificación de la Respuesta “R”
para el diseño sísmico de un sistema particular se deberá elegir entre los definidos en la Tabla
1.3 siguiente.
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Elemento a diseñar
1.
2.
3.
3.1
3.2
Equipos Eléctricos en general,
incluidos GIS/GIL e incluidas
estructuras de soporte de partes del
equipo que se fijan o unen
directamente al equipo principal
Estructuras de soporte de material
dúctil sin redundancia estructural
Estructuras de soporte de material
dúctil con redundancia estructural
Estructuras reticuladas de acero
autosoportadas
Estructuras de soporte horizontales en
voladizo con a lo menos 3 puntos de
apoyos
3.3
Marcos de Acero
3.4
Marcos de Hormigón Armado
4.
Estructuras de soporte tubulares,
incluidos los monopostes de acero
5.
Sistemas de anclaje:
5.1
5.2
5.3
“IE”
“R”
Requisitos de
Diseño
1
1
Capítulo 2
1,5
Capítulo 3
Máximo 3
Capítulo 3
3
Capítulo 3
2
Capítulo 3
3
Capítulo 3
2
Capítulo 3
1,5
Capítulo 3
El Factor “IE”
del Equipo
Pernos de anclaje embebidos en
hormigón
Pernos de anclaje post-instalados
2
Capítulo 3
1
Otros elementos de los sistemas de
anclajes descritos en la sección 3.6
2
6.
Fundaciones de hormigón armado
3
Capítulo 3
7.
Sistema Estructural Rígido
1
Capítulo 2 o 3
(según
corresponda)
8.
Otras estructuras de soporte de
equipos eléctricos
El Factor “IE”
del Equipo
A definir
por el
diseñador
Tabla 1.3: Valores de Factores “IE” y “R”
Donde:
 Las estructuras de soporte sin redundancia estructural corresponden a aquellas
estructuras cuya integridad depende de la resistencia de pocos elementos y para las que
la falla de alguno de ellos transforma a la estructura en un mecanismo que, aun cuando la
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estructura pueda no colapsar, puede producir a lo menos la falla operacional del equipo
eléctrico al cual soporta.

Los marcos de acero para los cuales se define un Factor de Modificación de la Respuesta
de R=3 corresponden a aquellos marcos cuyo diseño y detallamiento estructural permite
la disipación de energía por comportamiento inelástico y tiene la capacidad de redistribuir
los esfuerzos entre los distintos elementos que lo conforman una vez alcanzado el límite
del comportamiento elástico.

Para otras estructuras de soporte de equipos eléctricos según lo señalado en la Fila 8 de la
Tabla 1.3, la elección del Factor “R” dependerá de si la elección del material permite o no
disipar energía y de que su estructuración y detallamiento permitan también la disipación
de energía.

El Factor “R” puede utilizarse solamente para reducir los esfuerzos que deberá resistir el
elemento en diseño debido a la solicitación sísmica, siempre y cuando el tipo de material,
la estructuración y el detallamiento del elemento permiten disipar energía y los requisitos
de diseño de la presente Recomendación lo aceptan.
El cálculo de los desplazamientos sobre el elemento en diseño deberá realizarse para la
solicitación sísmica elástica, lo que es equivalente a considerar un Factor de Modificación
de la Respuesta de R=1 en el cálculo de los esfuerzos.
Los valores de Factor “R” indicados en la Tabla 1.3 corresponden a los máximos valores
que se pueden utilizar en cada caso.

Las estructuras de soporte de equipos eléctricos y las fundaciones de equipos eléctricos,
con o sin estructura de soporte, deberán diseñarse con el mismo Factor de Importancia
“IE” correspondiente al Equipo Eléctrico al cuál soportan.
Comentario C1.4.
Factor de Importancia “IE” y Factor de Modificación de la Respuesta “R”
a.
El Factor de Importancia del Equipo Eléctrico “IE” señalado en la Fila 1 de la Tabla 1.3 es el que
corresponde utilizar con el Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4. Independiente de lo
anterior, las Especificaciones Particulares del Proyecto podrán definir un Factor de Importancia “IE”
diferente según sean las condiciones especiales del equipo y/o del proyecto, pero en ningún caso
podrá ser menor al señalado en la Tabla 1.3.
b.
El valor correspondiente al Factor de Importancia “IE” es distinto del valor correspondiente al Factor
de Importancia “I” (ver definición en la sección 1.2) debido a que los Espectros de Diseño asociados
a cada uno de estos factores son diferentes.
c.
El Factor de Modificación de la Respuesta de R=3 para las fundaciones de hormigón armado no está
asociado a la disipación de energía de las fundaciones de este tipo debido a que por sus requisitos
de diseño rara vez sobrepasan los límites de comportamiento elástico. La mayoría de la disipación
de energía, y por consiguiente la reducción de la respuesta para el cálculo de los esfuerzos de diseño,
ocurre en el suelo circundante por ciclos de histéresis o por radiación.
d.
En general los valores del Factor “R” señalados para las estructuras de soporte de la Tabla 1.3 se
basan en las recomendaciones de las normas ASCE 7-2016 y ASCE 113-2010.
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1.3.5.2. Razón de Amortiguamiento “”
Los valores de la razón de amortiguamiento “” para el diseño sísmico son los definidos en la
Tabla 1.4 siguiente.
Elemento a diseñar
1.-
3.4.5.-
6.-
Requisitos
de Diseño
2%
Equipos Eléctricos en general, incluidos GIS/GIL
e incluidas estructuras de soporte de partes del
equipo que se fijan o unen directamente al
equipo principal
2.-
“”
Estructuras de soporte de hormigón armado,
pretensado o post-tensado
Estructuras de soporte de acero con uniones
soldadas
Estructuras de soporte de acero con uniones
empernadas
Fundaciones de hormigón armado para
estructuras de soporte
Fundaciones de hormigón armado para equipos
anclados directamente a la fundación
Vs30  900 m/s
Vs30 < 900 m/s
Salvo que se
demuestre un
valor mayor
de acuerdo a
lo señalado en
el Capítulo 2
Capítulo 2
2%
Capítulo 3
2%
Capítulo 3
5%
Capítulo 3
usar el valor
asociado a la
estructura
de soporte
Capítulo 3
5%
7%
Capítulo 3
Donde Vs30 = velocidad de la onda de corte de
acuerdo con la sección 3.12 del Capítulo 3
Tabla 1.4: Valores de Razón de Amortiguamiento “”
1.3.6.
Acciones simultáneas con el sismo
El diseño deberá considerar las solicitaciones sísmicas y no sísmicas que pudieran estar
actuando simultáneamente con el sismo, las que en general estarán definidas por las
características propias del equipo y las condiciones meteorológicas en la zona de
emplazamiento de la instalación.
Dentro de las condiciones meteorológicas en la zona de emplazamiento de la instalación se
deberá considerar viento, nieve, hielo, variaciones de temperatura según corresponda.
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Dentro de las acciones a ser consideradas en forma simultánea con la acción sísmica actuando
sobre el sistema, se deberán considerar según corresponda:

Las acciones provenientes del funcionamiento normal del equipo tales como peso propio,
presión interna, fuerzas provenientes de resortes, vibraciones, efectos térmicos, efectos
eléctricos, etc.

Las acciones eventuales cuya probabilidad de concurrencia con el sismo no sea
despreciable, tales como las fuerzas de cortocircuito y las fuerzas debido a las conexiones
con otros equipos.
En la sección 2.9 del Capítulo 2 y en la cláusula 3.10.4.3 del Capítulo 3 se definen las principales
acciones simultáneas con el sismo. El Diseñador deberá evaluar las particularidades de cada
instalación y definir otras solicitaciones y/o magnitudes de solicitaciones simultáneas con el
sismo que puedan ser relevantes en el diseño.
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1.4.
SOLICITACIONES DE DISEÑO
El diseño deberá considerar a lo menos las solicitaciones sísmicas y no sísmicas que se señalan
a continuación:
1.4.1.
Solicitaciones de cargas permanentes (CP)
Corresponden a las solicitaciones de peso propio y todas aquellas que actúan
permanentemente sobre el elemento en diseño.
1.4.2.
a.
Solicitación Sísmica (E)
General
La solicitación sísmica se calcula de acuerdo a lo señalado en el Capítulo 2 o en el Capítulo
3 según corresponda y se deberá considerar actuando en el sentido horizontal y vertical
simultáneamente:
E: Sismo horizontal (Eh) ± Sismo vertical (Ev)
𝐸 = 𝐸ℎ ± 𝐸𝑣
Esta solicitación se deberá aplicar teniendo en consideración la distribución de las masas
en el Sistema Estructural que se está analizando y las excentricidades que puedan tener
las cargas aplicadas.
b.
Sismo Horizontal
En general el análisis se podrá realizar aplicando las solicitaciones en dos direcciones
ortogonales, en forma independiente, sin considerar una participación entre ellas.
𝐸ℎ =
𝐸𝑥
𝐸𝑦
Sin embargo, cuando exista acoplamiento del sistema en las direcciones principales o
exista torsión, las solicitaciones sobre los elementos resistentes se deberán obtener
considerando un 100% de la solicitación sísmica que actúa en la dirección del análisis más
un 30% de la acción sísmica que actúa en la dirección ortogonal y viceversa.
𝐸ℎ =
Comentario C1.5.
a.
𝐸𝑥 ± 0,3 𝐸𝑦
0,3 𝐸𝑥 ± 𝐸𝑦
Acoplamiento del sistema
Se refiere a irregularidades que no se pueden considerar mediante el cálculo de excentricidades
correspondientes a los centros de masa o de rigidez.
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1.4.3.
Solicitaciones debidas a cargas de operación (CO o COs)
Corresponden a las solicitaciones debidas a la operación del equipo, incluidas las cargas
especiales cuando correspondan.
En general, estas cargas corresponden a solicitaciones dinámicas de servicio y otras
provenientes del funcionamiento normal del equipo, tales como presión interna, fuerzas
provenientes de resortes, vibraciones, efectos térmicos, efectos eléctricos, etc.
Estas cargas son normalmente definidas por el Proveedor, quien deberá definir explícitamente
las Cargas de Operación de Diseño (CO) y las Cargas de Operación simultáneas con el Sismo
(COs).
1.4.4.
Solicitaciones debidas a cargas de conexiones (T)
Corresponden a las solicitaciones dinámicas debidas a las conexiones flexibles con otros
equipos y/o barras.
Simultáneo con la solicitación sísmica, se deberá considerar el efecto dinámico conocido como
“Tirón” (T), el cual se representará por las siguientes fuerzas, actuando en la dirección más
desfavorable:
˗
T = 175 daN para equipos con nivel de tensión mayor a 245 kV
˗
T = 100 daN para equipos con nivel de tensión mayor a 123 kV y hasta 245 kV
˗
T = 80 daN para equipos con nivel de tensión mayor a 72,5 kV y hasta 123 kV
˗
T = 60 daN para equipos con nivel de tensión mayor a 36 kV y hasta 72,5 kV
˗
T = 40 daN para equipos con nivel de tensión hasta 36 kV
Con el propósito que los valores anteriores de fuerzas no sean excedidos en una instalación
particular, se deberán cumplir los requisitos de conexión del equipo a la red de alta tensión de
la subestación que se establecen en la sección 2.15 del Capítulo 2.
1.4.5.
Solicitaciones debidas a cargas de cortocircuito (FC)
Corresponden a las solicitaciones debidas a la ocurrencia de un cortocircuito de acuerdo con
lo señalado en la cláusula 2.9.1.
1.4.6.
Solicitaciones debidas a las condiciones meteorológicas (CA o CAs)
Corresponde a las solicitaciones debidas a viento, nieve, hielo, variaciones de temperatura, etc.
y que son propias del lugar en donde se implantan las obras.
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Para la determinación de estas solicitaciones se deberá considerar la normativa vigente en
Chile, donde:
CA
CAs
corresponde a las condiciones meteorológicas de Diseño.
corresponde a las condiciones meteorológicas simultáneas con el Sismo.
En aquellos casos en que las normativas nacionales vigentes no permitan determinar las
solicitaciones debido a condiciones meteorológicas, será el Dueño quien deberá definirlas
como parte de las condiciones de diseño del proyecto; sin embargo, en las cláusulas 2.9.2 del
Capítulo 2 y 3.10.4.3 del Capítulo 3 se definen las principales condiciones meteorológicas
simultáneas con el sismo.
La aplicación conjunta de las cargas meteorológicas y el sismo solamente se deberá considerar
en el caso que los eventos puedan ocurrir simultáneamente.
Cuando el equipo eléctrico se ubique en una condición de altura o el proyecto se ubique en
una zona en la que corresponda considerar solicitaciones de viento simultáneamente con el
sismo, dicha solicitación de viento será como mínimo la correspondiente a 0,25 veces la presión
de viento máxima definida para el proyecto.
1.4.7.
Otras solicitaciones
Solicitaciones no indicadas en el listado anterior y que por sus características definan el diseño
de parte o de todo el Sistema Estructural.
1.4.8.
Combinaciones de cargas
Las combinaciones de carga que a continuación se detallan se basan en las indicadas en la
norma NCh 3171. “Diseño Estructural. - Disposiciones generales y combinaciones de carga.”
En las combinaciones que se detallan se deberán considerar los sentidos en que actúan las
distintas fuerzas.
Método de Diseño por Tensiones Admisibles
𝐶𝑆1:
𝐶𝑆2:
𝐶𝑆3:
𝐶𝑃 + 𝐶𝑂 + 𝐹𝐶 + 𝐶𝐴
𝐶𝑃 + 𝐸 + 𝐶𝑂𝑠 + 𝑇 + 0,6 ∙ 𝐹𝐶
𝐶𝑃 + 𝐸 + 𝐶𝑂𝑠 + 𝑇 + 0,6 ∙ 𝐹𝐶 + 𝐶𝐴𝑠
Método de Diseño por Estados Límites Últimos
𝐶𝑈1:
𝐶𝑈2:
𝐶𝑈3:
1,2 ∙ 𝐶𝑃 + 1,2 ∙ 𝐶𝑂 + 1,2 ∙ 𝐹𝐶 + 1,6 ∙ 𝐶𝐴
1,2 ∙ 𝐶𝑃 + 1,4 ∙ 𝐸 + 1,2 ∙ 𝐶𝑂𝑠 + 1,2 ∙ 𝑇 + 1,2 ∙ 0,6 ∙ 𝐹𝐶
1,2 ∙ 𝐶𝑃 + 1,4 ∙ 𝐸 + 1,2 ∙ 𝐶𝑂𝑠 + 1,2 ∙ 𝑇 + 1,2 ∙ 0,6 ∙ 𝐹𝐶 + 1,6 ∙ 𝐶𝐴𝑠
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Este listado presenta combinaciones de carga más usuales en el diseño sísmico de los equipos
eléctricos, sus estructuras de soporte y sus fundaciones, por lo que no pretende ser exhaustivo.
El Diseñador deberá evaluar las particularidades de cada instalación y definir otras
solicitaciones y/o combinaciones de carga que puedan controlar el diseño.
Comentario C1.6.
a.
Fuerza de Cortocircuito simultánea con el Sismo
Se hace notar que cuando la Fuerza de Cortocircuito “FC” es simultánea con el sismo, se considera
el factor de 0,6 indicado en las combinaciones de carga para representar los siguientes efectos
simultáneos:
˗
Reducción de la fuerza en las zonas críticas del equipo debido a las características y razón de
amortiguamiento propios del equipo.
˗
Conexión con conductores flexibles con las holguras señaladas en la sección 2.15 del Capítulo
2.
˗
Baja probabilidad de ocurrencia simultánea del sismo máximo de diseño, que corresponde al
Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4, y la fuerza de máximo cortocircuito definida
en la cláusula 2.9.1 del Capítulo 2.
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1.5.
DOCUMENTOS QUE RESPALDAN EL DISEÑO
El Diseñador deberá respaldar el diseño de cada uno de los componentes del sistema mediante
memorias de cálculo, informes técnicos, planos y en general otros documentos y/o procesos
necesarios y en un nivel de detalle adecuado que permitan su utilización en las etapas
siguientes del diseño, tales como: fabricación, montaje, construcción, operación y
mantenimiento de la instalación.
Entre otros, los documentos que respaldan el diseño deberán permitir:

Revisar el diseño y que el Revisor Sísmico pueda concluir que éste cumple con los
requisitos definidos de la presente Recomendación.

El correcto montaje de los equipos.

La correcta fabricación y montaje de las estructuras.

La correcta construcción de las fundaciones y otras obras civiles.

En general, demostrar que cumple con los requisitos de diseño de la presente
Recomendación.
La información que se señala a continuación corresponde a la mínima que deberán tener los
documentos que respaldan los diseños. Según sea el elemento en diseño, en los siguientes
capítulos y anexos de la presente Recomendación se señala la información complementaria
que se deberá entregar como respaldo.
1.5.1. Memorias de Cálculo
Las Memorias de Cálculo deberán tener toda la información necesaria para cumplir con los
requisitos señalados al inicio de la presente sección 1.5.
Para este fin, las memorias de cálculo deberán contener de manera clara y ordenada a lo
menos los siguientes ítems:
 Las bases generales de cálculo adoptados, indicando las normas, características de los
materiales y los programas computacionales que se han utilizado.
 Una descripción de la estructuración y de los modelos que se utilicen explicando las
consideraciones realizadas, incluyendo la definición de las condiciones de borde, los
apoyos y la conectividad entre los distintos elementos del modelo.
 Los resultados más relevantes de los cálculos según corresponda: desplazamientos,
deformaciones, esfuerzos, tensiones, factores de utilización, factores de seguridad,
frecuencias, coeficientes de participación de los modos, etc.
 Conclusión, en donde se diga explícitamente que se han cumplido los requisitos de la
presente Recomendación.
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 Cuando corresponda, un Anexo con la información del archivo de entrada de modelo
computacional tales como: definición de ejes, croquis con identificación de nodos y barras
o elementos, nodos del modelo y sus coordenadas, calidad de los materiales de las barras
o elementos, valores y ubicación de las solicitaciones de diseño, combinaciones de cargas,
grados de libertad o restricción de los apoyos, conectividad de elementos, condiciones
especiales de modelación (elementos rígidos, dependencias cinemáticas, otras), etc.
En el caso del Diseño de un Equipo, la memoria de cálculo deberá incluir, además:
1.5.2.
-
Los informes de ensayos de laboratorio, conforme a lo establecido en el Capítulo 2,
que respaldan las resistencias mecánicas consideradas en la demostración del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo.
-
El diseño del sistema de fijación o de anclaje del equipo, ya sea a la estructura de
soporte (fijación) o a la fundación (anclaje) según corresponda, indicando claramente
si los pernos de fijación o de anclajes forman parte o no del suministro del equipo por
parte del Proveedor.
-
Respaldo de que la estructura de soporte cumple con todos los requisitos de diseño
señalados en la sección 3.5 del Capítulo 3 cuando ésta forma parte de la demostración
del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo.
Planos
Los planos deberán tener toda la información necesaria que permita cumplir con los requisitos
señalados al inicio de la presente sección 1.5.
Para este fin, los planos deberán contener de manera clara y ordenada a lo menos la siguiente
información:

En general, los planos de los equipos deberán contener a lo menos la siguiente información
necesaria para el diseño de sus estructuras de soporte y fundaciones:
-
Peso y posición del centro de gravedad del equipo, tanto en planta como en
elevación.
-
Altura de ubicación de los conectores.
-
Detalle del sistema de fijación o de anclaje del equipo, ya sea a una estructura de
soporte (fijación) o directamente a la fundación (anclaje) según corresponda,
indicando claramente las cotas de los ejes de los pernos.
-
Información del diámetro, calidad (definición de material) y cualquier otro
parámetro de los pernos del equipo calculados por el Diseñador del Equipo,
indicando claramente si estos pernos de fijación o de anclaje forman parte o no
del suministro del Equipo por parte del Proveedor.
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
En particular, los planos de fundación de equipos deberán incluir dentro de las Notas de
Diseño el valor de la Aceleración Basal “Ao” y el Factor de Importancia del Equipo “IE”
considerados, así como los parámetros geotécnicos utilizados en el diseño.

En particular, los planos de estructuras de soporte de equipos que emita el Diseñador, aun
cuando no correspondan a la condición de “fabricación”, igualmente deberán incluir todo
el detallamiento necesario de a lo menos los siguientes puntos relevantes:
-
Para las estructuras de soporte de equipos: la zona local donde se apoya el equipo.
en la estructura de acuerdo con lo señalado en la cláusula 3.5.4 del Capítulo 3.
-
Todas las uniones que tienen más de 1 perno.
-
Todas las uniones que son soldadas.
-
Los sistemas de anclaje.
-
Cualquier otro detalle que en opinión del Diseñador sea lo suficientemente
relevante en el diseño para que no pueda ser modificado por la maestranza.
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Este documento es propiedad del Comité Chileno de CIGRE
Toda reproducción total o parcial deberá citar claramente al Comité Chile de CIGRE
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CAPÍTULO 2
REQUISITOS SÍSMICOS
PARA EQUIPOS ELÉCTRICOS
2.1.
ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN
2.1.1.
Alcance
En el presente Capítulo se establecen los requisitos sísmicos que deberán cumplir los equipos
eléctricos para ser considerados aceptables para ser instalados en las Instalaciones Eléctricas de
Alta Tensión en Chile de acuerdo con el alcance señalado en la sección 1.1 del Capítulo 1.
Forma parte integrante de este Capítulo el Anexo N°1, anexo en el cual se definen los requisitos
sísmicos particulares por tipo de equipo eléctrico y que, en consecuencia, es de obligatorio
cumplimiento.
2.1.2.
Filosofía de diseño
La filosofía de diseño del presente Capítulo se señala en la cláusula 1.1.2 del Capítulo 1.
2.1.3.
Campo de aplicación
Los requisitos sísmicos del presente Capítulo son aplicables a:

Los equipos eléctricos señalados explícitamente en el Anexo N°1 y otros equipos cuyo
comportamiento sísmico pueda considerarse como asimilable a alguno de los equipos
allí señalados.
Para los equipos eléctricos que formen parte de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión y
para los que no se definan requisitos sísmicos específicos en la presente Recomendación, será
el Dueño quien deberá definir las exigencias sísmicas tomando en cuenta lo señalado en la
cláusula 1.1.2 del Capítulo 1.
2.1.4.
Normas y Especificaciones
Las principales Normas y Especificaciones que son complementarias al presente Capítulo son
las siguientes:
IEEE 693
Última
versión
Recommended Practice for Seismic Design of Substations
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PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
IEC 62155
Última
versión
Hollow pressurized and unpressurized ceramic and glass
insulators for use in electrical equipment with rated voltages
greater than 1000 V.
IEC 60168
Última
versión
Tests on indoor and outdoor post insulators of ceramic material
or glass for systems with nominal voltages greater than 1000 V.
IEC 61462
Última
versión
Composite hollow insulators - Pressurized and unpressurized
insulators for use in electrical equipment with rated voltage
greater than 1000 V - Definitions, test methods, acceptance
criteria and design recommendations.
IEC 60273
Última
versión
Characteristic of indoor and outdoor post insulators for systems
with nominal voltages greater than 1000 V.
IEC 62155
Última
versión
Hollow pressurized and unpressurized ceramic and glass
insulators for use in electrical equipment with rated voltages
greater than 1000 V.
IEEE 1527
Última
versión
Recommended Practice for the Design of Flexible Buswork
Located in Seismically Active Areas.
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PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
2.2.
CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE ALTA TENSIÓN
Desde el punto de vista de la aplicación de la presente Recomendación, los equipos se
clasifican en general en:
a)

Equipos rígidos: son los que tienen su frecuencia fundamental mayor o igual a 30 [Hz].

Equipos no rígidos: son los que tienen su frecuencia fundamental menor a 30 [Hz].

Equipos especiales: equipos rígidos o no rígidos con características especiales.
Características generales de los equipos rígidos
Equipos con frecuencia fundamental mayor o igual a 30 [Hz], los que pueden o no:
i)
Formar una unidad independiente montada sobre una fundación única
implantada directamente en el terreno, sin interposición de una estructura
soportante.
ii) Estar desacoplado mecánicamente de otros equipos o estructuras vecinas.
b) Características generales de los equipos no rígidos
Equipos con frecuencia fundamental menor a 30 [Hz], los que a su vez se pueden clasificar
en:
c)

Equipos de gran masa con elementos flexibles, como son por ejemplo los
Transformadores de poder y Reactores de poder. Para efectos de la presente
Recomendación, a estos equipos se les conocerá como Equipos Semi-Rígidos.

Equipos flexibles con simetría respecto a su eje vertical, como son por ejemplo los
Interruptores, Transformadores de Potencial y de Corriente, Aisladores de Soporte,
Pararrayos y otros similares.

Equipos flexibles sin simetría respecto a su eje vertical, como son por ejemplo los
Interruptores con cámaras en T, Desconectadores y otros similares.
Características de los equipos especiales
Equipos que, si bien por su frecuencia fundamental se pueden categorizar en rígidos o
no rígidos, por sus características especiales deberán ser analizados sísmicamente de
forma especial. Ejemplos de estos equipos son las subestaciones encapsuladas aisladas
en gas SF6, conocidas como GIS, y los Bancos de Condensadores (de derivación y en
serie) entre otros.
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2.3.
REQUISITOS SÍSMICOS PARA EQUIPOS
Según sean las características del equipo eléctrico, la fuerza sísmica se deberá obtener
mediante: métodos dinámicos, métodos estáticos equivalentes, o de forma experimental. El
diseño sísmico o la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los equipos,
deberá realizarse de acuerdo con:

Lo señalado en la sección 1.3 del Capítulo 1 considerando que la Aceleración Basal “Ao” de
la cláusula 1.3.2 se encuentra aplicada en el Nivel Basal señalado en la cláusula 1.2.37.

La fuerza sísmica obtenida de acuerdo con alguno de los métodos señalados en la sección
2.4 según corresponda a las características del tipo de equipo.

La fuerza sísmica obtenida en forma experimental de acuerdo con lo señalado en la sección
2.5 según corresponda a las características del tipo de equipo.

Las solicitaciones de diseño señaladas en la sección 2.9.

El cumplimiento de los requisitos de resistencia definidos en la sección 2.10.
En el Anexo N°1 se señalan los requisitos sísmicos particulares que deberá cumplir cada tipo
de equipo perteneciente a las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
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2.4.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA SOBRE LOS EQUIPOS
De acuerdo con la señalado en el Anexo N°1, según sea el tipo de equipo eléctrico y según sea
su nivel de tensión, la determinación de la fuerza sísmica se deberá realizar de acuerdo con
alguno de los siguientes métodos:
a)
Métodos estáticos equivalentes:
˗
Método Estático definido en la cláusula 2.4.1.
˗
Método de Coeficientes Estáticos definido en la cláusula 2.4.2.
˗
Método Estático Simplificado definido en la cláusula 2.4.3.
Para que las fuerzas sísmicas efectivamente sean representativas del sistema estructural
sometido a la acción sísmica, la utilización de estos Métodos está limitada al cumplimento
de las restricciones que se señalan en cada caso.
b) Métodos dinámicos
˗
Método de Análisis Dinámico por Superposición Modal Espectral definido en la
cláusula 2.4.4.
Independiente del método utilizado, el diseño sísmico o la verificación del cumplimiento de los
requisitos sísmicos deberá considerar las hipótesis más desfavorables en lo que se refiere a los
sentidos en que actúan las fuerzas sísmicas sobre cada una de las partes, equipos o estructuras,
acopladas mecánicamente.
2.4.1.
Método Estático
El Método Estático podrá ser utilizado en los equipos o parte de equipos que cumplan que su
frecuencia fundamental sea mayor o igual a 30 Hz, empleando para ello las siguientes fuerzas
sísmicas de diseño:
𝐻 = 0,6 ∙ 𝐼 ∙ 𝑊 ∙ 𝐾ℎ
𝑉 = 0,36 ∙ 𝐼 ∙ 𝑊 ∙ 𝐾𝑣
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 de la cláusula 1.3.5.1 del
Capítulo 1.
H
= Fuerza Sísmica Horizontal aplicada en el centro de gravedad del equipo.
V
= Fuerza Sísmica Vertical aplicada en el centro de gravedad del equipo.
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2.4.2.
W
= Peso del equipo.
Kh
= Factor de Amplificación de la solicitación sísmica horizontal según Anexo
N°1.
Kv
= Factor de Amplificación de la solicitación sísmica vertical según Anexo N°1.
Método de Coeficientes Estáticos
El Método de Coeficientes Estáticos podrá ser utilizado en los Equipos en que así se señale
explícitamente en el Anexo N°1, empleando para ello las siguientes fuerzas sísmicas de diseño:
𝐻 = 1,2 ∙ 𝐼 ∙
𝑆 (, 𝑓)
∙ 𝑊 ∙ 𝐾ℎ
𝑅∗𝑔
𝑉1 = 0,36 ∙ 𝐼 ∙ 𝑊 ∙ 𝐾𝑣
𝑉2 = 1,2 ∙ 0,6 ∙ 𝐼 ∙
𝑆 (, 𝑓)
∙ 𝑊 ∙ 𝐾𝑣
𝑅∗𝑔
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 de la cláusula 1.3.5.1 del
Capítulo 1.
R
= Factor de Modificación de la Respuesta para el Equipo según Fila 1 de Tabla
1.3 de la cláusula 1.3.5.1 del Capítulo 1.
H
= Fuerza Sísmica Horizontal aplicada en el centro de gravedad del equipo.
V1
= Fuerza Sísmica Vertical aplicada en el centro de gravedad del equipo
cuando éste es rígido en Vertical.
V2
= Fuerza Sísmica Vertical aplicada en el centro de gravedad del equipo
cuando éste no es rígido en Vertical.
W
= Peso del equipo.
Sa(,f)
= Ordenada del Espectro de Diseño según cláusula 1.3.4 del Capítulo 1.
Kh
= Factor de Amplificación de la solicitación sísmica horizontal según Anexo
N°1.
Kv
= Factor de Amplificación de la solicitación sísmica vertical según Anexo N°1.
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Para el Método de Coeficientes Estáticos, los valores de “Sa” y “” serán los siguientes:

El valor de “Sa” será el que corresponde al máximo valor del Espectro de, salvo que el
valor de la frecuencia fundamental del equipo se haya determinado mediante una
medición experimental debidamente documentada de acuerdo a lo señalado en la
sección 2.5.

La razón de amortiguamiento “” será de 2% salvo que se demuestre que el equipo
tiene una razón de amortiguamiento mayor. La demostración deberá ser realizada de
acuerdo con lo señalado en la sección 2.6, pero en ningún caso podrá ser mayor a 20%.
Cuando el equipo tenga una distribución de masas no homogénea en altura, las fuerzas
sísmicas se deberán distribuir en cada nivel de rigidez del equipo, es decir, “H” y “V”
corresponderán al peso “W” de dicho nivel y estarán aplicadas en el centro de masas de dicho
nivel.
Comentario C2.1.
Valores para “H” y “V” Método de Coeficientes Estáticos
a.
El cálculo de la fuerza vertical “V” mantiene la exigencia definida en el Capítulo 1 de que la
aceleración sísmica vertical corresponde a un 60% de la aceleración horizontal. El Factor de 1,2 que
amplifica la fuerza horizontal “H” es necesario para representar adecuadamente las fuerzas
sísmicas sobre el sistema real, que es dinámico, mediante este método estático.
b.
Para los equipos con rigidez en el eje Vertical inferior a 30 Hz se deberá aplicar V2. Ejemplo de estos
casos son: los equipos soportados en estructuras en voladizo; estanque conservador de aceite y su
soporte en Transformadores de Poder y equipos similares; soportes y radiadores de
Transformadores de Poder y equipos similares; bushings instalados verticales, horizontales o
inclinados de GIS, Transformadores de Poder y equipos similares.
c.
De acuerdo con lo señalado en la Tabla 1.3 del Capítulo 1, para los sistemas rígidos R=1 siempre,
razón por la cual no se incorpora este parámetro en el cálculo de “V1” y corresponde a la misma
razón de por qué no se incorporó en el cálculo de las fuerzas sísmicas en la cláusula 2.4.1.
d.
Para sistemas no rígidos se deberá incorporar el Factor “R” en el cálculo de las fuerzas sísmica, razón
por la que se incorpora en el cálculo de “H” y “V2”. El hecho de que, de acuerdo con la Tabla 1.3 del
Capítulo 1, para los equipos “R” también vale 1, es porque no hay disipación de energía sísmica por
deformación debido a que los materiales que definen la resistencia del equipo no son dúctiles y/o
no se aceptan deformaciones remanentes.
2.4.3.
Método Estático Simplificado
En general, este método es aplicable a equipos eléctricos con niveles de tensión hasta 36 kV,
salvo que el Anexo N°1 señale lo contrario para algún equipo en particular, empleando para
ello las siguientes fuerzas sísmicas de diseño:
𝐻 = 1,37 ∙ 𝐼 ∙ 𝑊 ∙ 𝐾ℎ
𝑉 = 0,82 ∙ 𝐼 ∙ 𝑊 ∙ 𝐾𝑣
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En que los parámetros “IE”, “W”, “Kh” y “Kv” tienen el mismo significado señalado en la
cláusula 2.4.2.
Además de considerar las hipótesis más desfavorables en lo que se refiere a los sentidos en
que actúan las fuerzas sísmicas señaladas, se deberán definir las fuerzas sísmicas para el diseño
de la fijación del equipo y para el diseño de sus estructuras de soporte y se deberá verificar
que el equipo en sí no tenga puntos débiles en el traspaso de dichas fuerzas.
Comentario C2.2.
a.
2.4.4.
Método Estático Simplificado
El Método Estático Simplificado de la presente Recomendación se asemeja al método de análisis
que la IEEE 693 define para los equipos que llama como inherentemente aceptables desde el punto
de vista del diseño sísmico.
Método de Análisis Dinámico por Superposición Modal Espectral
El análisis dinámico por superposición modal espectral se aplica a los sistemas en los cuales se
puede suponer que la respuesta es lineal y que hay disipación de energía que se puede
representar por amortiguamiento viscoso.
El modelo matemático del sistema analizado deberá representar adecuadamente todos los
componentes importantes del equipo, la estructura de soporte y las uniones o fijaciones entre
ellos. El número, ubicación y propiedades de los elementos y nodos considerados deberán ser
tales que permitan obtener/reproducir los modos naturales de vibrar del sistema hasta
frecuencias de al menos 35 Hz. Cuando sea necesario, los grados de libertad nodales deberán
considerar las masas rotacionales además de las masas traslacionales.
En el análisis se deberá incluir suficientes modos de vibrar para que la suma de las masas
modales equivalentes, en cada dirección de análisis, sea igual o superior al 95% de la masa
total. Si por las características del sistema (modos de vibrar del modelo de análisis) resulta
impráctico cumplir con el requerimiento anterior (95% de la masa), se permite utilizar algún
procedimiento reconocido de corrección estática que cubra los efectos del porcentaje de masa
no considerado.
En el cálculo de los modos de vibrar se deberá considerar el sistema sin amortiguamiento y es
aceptable utilizar formas de vibrar aproximadas (Método de los Vectores de Ritz, Lanczos o
similares) siempre que el número de vectores utilizados sea suficiente para capturar
correctamente el comportamiento dinámico del sistema.
El modelo de análisis de elementos finitos deberá ser tridimensional excepto en aquellos casos
que el comportamiento se pueda predecir con modelos planos, lo que deberá ser aprobado
por el Revisor Sísmico.
El modelo de análisis de elementos finitos usado deberá ser calibrado usando respuestas
obtenidas en ensayos de equipos similares, por ejemplo, comparando los valores de las
frecuencias fundamentales en cada dirección.
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El Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 deberá ser utilizado para
definir la acción sísmica horizontal para una razón de amortiguamiento de 2% u otro valor
debidamente justificado.
Para el caso de la acción sísmica vertical se deberá considerar un 60% del espectro usado para
la dirección horizontal, considerando una razón de amortiguamiento del 2% u otro valor
debidamente justificado.
La estimación del valor máximo de la respuesta total (que incluye la contribución de todos los
modos considerados en el análisis y la corrección estática cuando sea necesario) en cualquier
dirección de análisis, se deberá calcular superponiendo los valores máximos de las
correspondientes respuestas modales usando el Método de Superposición Cuadrática
Completa (CQC).
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2.5.
PRUEBAS EN MESA VIBRATORIA
2.5.1.
Proceso para verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos
Cuando el Anexo N°1 señale que el equipo deberá ser sometido a pruebas en mesa vibratoria,
la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de dicho equipo deberá realizarse
mediante la combinación de ensayos y cálculos de acuerdo con las siguientes etapas:
a)
Ejecución de las pruebas de rutina especificadas en las normas eléctricas propias del
equipo.
b) Pruebas en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la cláusula 2.5.2 siguiente.
c)
Repetición de las pruebas de rutina señaladas en la letra a) precedente.
d) Memoria de cálculo para demostrar que se cumplen los requisitos sísmicos del equipo bajo
la acción simultánea del sismo y otras cargas de acuerdo a lo señalado en la sección 2.9.
En especial, se analizarán las columnas aislantes, pernos y piezas intermedias empleados
para la fijación de aisladores, pernos de sujeción del equipo a su estructura de montaje y
amortiguadores si éstos están contemplados en el diseño, como también cualquier
elemento crítico desde el punto de vista de resistencia al sismo.
2.5.2.
Pruebas en Mesa Vibratoria
a)
General
Las pruebas en mesa vibratoria deberán realizarse para el Espectro de Diseño definido en la
cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 de acuerdo con las siguientes particularidades:

Equipo suministrado y probado con su estructura de soporte: el Espectro de Diseño
definido en la cláusula 1.3.4.

Equipo probado sin su estructura de soporte: el Espectro de Diseño definido en la
cláusula 1.3.4 amplificado por un factor igual a 1,2 considerando que los equipos se
instalan en estructuras de soporte que cumplen los requisitos señalados en la letra b)
de la cláusula 3.5.3 y en la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3.

Bushings de los equipos semi-rígidos: el Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4
amplificado por los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv” que se definen en el Anexo
N°1.
Comentario C2.3.
a.
Factor de Amplificación para Mesa Vibratoria
El factor de 1,2 es concordante con lo señalado en la IEEE 693: 1,1 por sobre el factor de
amplificación de la estructura de soporte conocida. De no cumplirse cualquiera de los requisitos
señalados para la estructura de soporte en la letra b) de la cláusula 3.5.3 o en la cláusula 3.5.4,
ambas del Capítulo 3 de esta Recomendación, deberá considerarse que la estructura de soporte
es desconocida y en tal caso el factor de amplificación que deberá utilizarse es 2,5 de acuerdo
con la misma IEEE 693.
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Para pruebas del equipo sin su estructura de soporte, el equipo se deberá montar en la mesa
de prueba con el sistema de fijación considerado en su diseño, es decir, con la calidad de los
pernos y su diámetro determinados por el Fabricante. Para el caso de pruebas del equipo
con su estructura soporte, la fijación de la estructura de soporte a la mesa vibratoria deberá
ser con el mismo tipo de calidad de material y diámetro de los pernos considerados en el
diseño del sistema de anclaje, también determinados por el Fabricante.
Las pruebas en mesa vibratoria descritas en las letras c), d) y e) de la presente cláusula 2.5.2
se llevarán a cabo, independiente y sucesivamente, según las dos direcciones horizontales
ortogonales que se consideran más vulnerables y la dirección vertical. Cuando dichas
direcciones no sean conocidas, las pruebas se realizarán según dos direcciones horizontales
ortogonales elegidas arbitrariamente. En todo caso las direcciones de ensayo deberán
contar con la aprobación previa del Revisor Sísmico.
Si las características de comportamiento dinámico del conjunto sometido a prueba fueran
susceptibles de cambiar según las diferentes condiciones de servicio del equipo, como sería
el caso de un polo de desconectador en posiciones “abierto” o “cerrado”, las pruebas
deberán efectuarse en cada una de las condiciones de servicio posible.
Deberán registrarse medidas para verificar cambios de estado (cerrado-abierto) de
elementos tales como relés, contactores, interruptores y desconectadores.
b) Calibración de "strain gauges"
La calibración de los medidores de deformaciones unitarias (strain-gauges) se deberá
efectuar aplicando fuerzas quasi-estáticas en las mismas direcciones horizontales de los
ensayos exploratorios de barrido de frecuencia, hasta un valor de al menos 35% del valor
resistido por los elementos críticos. Los strain-gauges deberán ser instalados por los
especialistas del laboratorio de ensayos en los lugares que se acuerden con el Revisor
Sísmico.
Se deberán efectuar al menos dos ciclos de carga en cada dirección utilizando como
calibración los valores del segundo ciclo.
c)
Ensayo exploratorio de barrido de frecuencia
El propósito de los ensayos de barrido de frecuencia es identificar las características
oscilatorias del equipo identificando las diferentes frecuencias de resonancia y la razón de
amortiguamiento correspondiente a cada una de ellas.
Este ensayo exploratorio de barrido de frecuencia se deberá realizar con excitación
sinusoidal que, dependiendo del equipo, tendrá una amplitud máxima de aceleración de la
mesa vibratoria que no someta al equipo a una solicitación excesiva, es decir, cuidando que
ésta produzca aceleraciones de respuesta en el centro de gravedad del equipo superiores al
50% del valor del espectro requerido de respuesta (RRS) pero en ningún caso que superen
el 90% del RRS.
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El barrido de frecuencias se efectuará en el rango de 0,1 a 35 Hz, con una tasa de crecimiento
de la frecuencia de la mesa vibratoria igual o inferior a 0,6 oct/min. Este ensayo se efectuará
en las dos direcciones horizontales y en la dirección vertical.
No es aceptable para este ensayo el uso de excitación con señal de ruido blanco. Se puede
hacer una excepción, en los casos de equipos que presenten frecuencias de resonancias
múltiples como es el caso, por ejemplo, de celdas de maniobra; en dicho caso, el ruido
blanco se podrá utilizar para determinar la función de transferencia del equipo por niveles
de aceleración del ruido blanco similares a las indicadas para las pruebas con excitación
sinusoidal.
De los resultados de este ensayo se deberá obtener el gráfico de la función de transferencia,
en módulo y ángulo, que corresponde a la amplificación de la aceleración de la mesa, medido
en el centro de gravedad del equipo o en otro punto, en función de la frecuencia de la
excitación sinusoidal. De este gráfico es posible determinar la razón de amortiguamiento de
los modos de oscilación conforme a los siguientes métodos:
Método de Ancho de Banda:
 =
𝑓
∙ 100
(%)
1
∙ 100
2 ∙ 𝐹𝐴
(%)
2∙𝑓
Método del Factor de Amplificación:
 =
En que:

=
Razón de Amortiguamiento.
f
=
Frecuencia de resonancia.
f = f2 - f1
=
Rango de variación para la frecuencia de resonancia “f” de acuerdo con
la Figura N°2.1.
FA
=
Factor de Amplificación.
Corresponde a la amplitud de la función de transferencia para la
frecuencia de resonancia “f” de acuerdo con la Figura N°2.1.
La elección de uno u otro método para la determinación de la razón de amortiguamiento se
define en la sección 2.6.
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Figura 2.1: Función de Transferencia para la frecuencia de resonancia “f”.
d) Ensayo exploratorio alrededor de frecuencias de resonancia
Ensayo exploratorio de barrido de frecuencia con excitación sinusoidal alrededor de la
frecuencia de resonancia más baja encontrada en el ensayo exploratorio señalado en la letra
c) precedente en cada dirección y con un nivel de aceleración de la mesa un 50% mayor que
el utilizado en el barrido exploratorio y una velocidad de crecimiento de la frecuencia de a
lo más de 0,25 oct/min.
Se podrá reducir el nivel de aceleración de la mesa utilizado en este ensayo si de los ensayos
anteriores se desprende que la respuesta en el centro de gravedad del equipo puede superar
la respuesta definida por el espectro requerido que está siendo utilizado.
El propósito de este ensayo es determinar las características oscilatorias del equipo con un
mayor nivel de solicitación con la finalidad de determinar de manera más precisa las
características del equipo en su condición lo más cercana a lo que sucederá durante un
sismo. Es especialmente aplicable a equipos con amortiguadores, los cuales tienen
características no lineales.
Para la determinación de la razón de amortiguamiento aplica lo señalado en la letra c)
precedente.
El Revisor Sísmico podrá definir que este ensayo no es necesario en los casos que el ensayo
definido en la letra c) precedente identifique claramente las características oscilatorias del
equipo o parte de él.
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e) Ensayo de frecuencia fija
Ensayo de frecuencia fija con excitación sinusoidal a la frecuencia fundamental obtenida en
los ensayos señalados en las letras c) y d) precedentes, con una excitación en la mesa
vibratoria igual o inferior a 0,5g (ó 1,1*0,5g si el ensayo se efectúa sin estructura soporte o
0,5g*Kh como por ejemplo es el caso de los bushings según lo señalado en el Anexo N°1), de
modo de desarrollar en el centro de gravedad de la masa oscilante del equipo una
aceleración igual a la que se obtiene del espectro de respuesta aplicable para la frecuencia
en cuestión y en función de la razón de amortiguamiento obtenido en los ensayos definidos
en las letras c) y d) precedentes.
La duración del ensayo de frecuencia fija será como mínimo 30 segundos en estado
permanente.
En el caso de equipos con frecuencia fundamental muy baja (inferior a 1,0 Hz) y alta razón
de amortiguamiento (>10%) es aceptable efectuar el ensayo de frecuencia fija efectuando
un barrido de frecuencia en un rango de ±20% de la frecuencia de resonancia determinada
en los ensayos anteriores para cada dirección en que se identificó esta frecuencia, con una
velocidad de barrido de 0,25 oct/min. Para las frecuencias de resonancia superiores a 1 Hz,
se efectuará un ensayo de multifrecuencia como se establece en la letra f) siguiente.
Para el caso de equipos con frecuencia fundamental mayor a 2 Hz, será suficiente con
efectuar el ensayo de multifrecuencia de la letra f) siguiente.
f)
Ensayo de multifrecuencia
El ensayo de multifrecuencia es un ensayo triaxial cuya especificación básica es la siguiente:
i)
El ensayo se hará excitando la mesa en 3 direcciones simultáneas e independientes
entre sí.
ii)
El equipo o elemento sometido a la prueba deberá ser montado en la mesa
considerando que el sentido de los 2 ejes principales de simetría del equipo deberá
coincidir con dos de las direcciones señaladas en el numeral i) precedente.
Para casos especiales, como son ejes de simetría del equipo que no sean los más
desfavorables para la solicitación sísmica, la orientación del equipo en la mesa deberá
ser aprobada previamente por el Revisor Sísmico.
iii) Los acelerogramas sintéticos para el movimiento de la mesa deberán generarse con
una resolución mejor o igual que 24 señales por octava. Acelerogramas basados en
sismos no son aceptables.
iv) Las aceleraciones máximas de la mesa durante el ensayo deberán ser:
˗
Al menos 0,5 * Kh [g] en las direcciones horizontales.
˗
Al menos 0,3 * Kv [g] en la dirección vertical.
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Siendo “Kh” y “Kv” los Factores de Amplificación de la acción sísmica definidos para
equipo en particular, según corresponda, en el Anexo N°1.
v)
Los espectros de respuesta del ensayo, Test Response Spectrum (TRS), deberán estar
en general sobre el Espectro de Diseño (RRS) definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo
1 para cada uno de los ejes horizontales y vertical, para todo el rango de frecuencias
hasta 35 Hz, para la razón de amortiguamiento determinado de los ensayos de barrido
de frecuencia o de oscilación libre que se efectúen.
Se permitirá que la condición anterior no se cumpla en frecuencias inferiores a 0,65
veces la primera frecuencia de resonancia y no inferior a 2 Hz. El acelerograma
obtenido del movimiento de la mesa deberá tener al menos 2 pick de aceleración que
alcancen el valor del ZPA del ensayo.
vi) La duración de la parte con movimiento fuerte del acelerograma será de 45 segundos
como mínimo.
vii) La parte con movimiento fuerte del acelerograma medidos en la mesa es el periodo
de tiempo donde los valores máximos de cada pulso del acelerograma superan el 25%
del valor del pulso de mayor valor. Durante la parte del movimiento fuerte del
acelerograma no deberá haber pulsos inferiores al 25% del valor máximo medido.
viii) Para el caso de equipos que tengan frecuencia fundamental inferiores a 1 Hz y la mesa
vibratoria no tenga la capacidad de que el TRS supere al RRS desde una frecuencia de
0,75 veces la frecuencia fundamental, aplicará lo indicado para el ensayo de
frecuencia fija en la letra e) precedente.
Durante los ensayos dinámicos se deberán registrar, a lo menos, las aceleraciones verticales
y horizontales tanto de la mesa vibratoria como del equipo bajo prueba y las solicitaciones
en los puntos más críticos del equipo. Para estos efectos, se someterá a la aprobación del
Revisor Sísmico una proposición con la ubicación de los instrumentos y puntos de medida y
el procedimiento de ensayo a realizar por el Laboratorio con la suficiente anticipación a la
realización de los ensayos.
g)
Repetición del ensayo de barrido de frecuencia
Luego de los ensayos dinámicos se deberán repetir los ensayos exploratorios de barrido de
frecuencia con excitación sinusoidal de la letra d) de la presente cláusula 2.5.2.
La comparación de las funciones de transferencia de los ensayos de barrido de frecuencia
de las letras d) y g) de la presente cláusula 2.5.2 no deberán mostrar variaciones de las
primeras frecuencias de ± 15% y variaciones de la razón de amortiguamiento de ±30%.
Si algunos de estos límites se exceden, se deberá hacer una investigación buscando detectar
eventuales daños que justifiquen el cambio de comportamiento oscilatorio. Dicho estudio
puede concluir justificadamente que no se detectó daño en ningún componente del equipo
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y por lo tanto los resultados del ensayo definido en la letra d) anterior siguen válidos en este
aspecto.
h) Repetición de la calibración de "strain gauges"
En los casos en que las variaciones sean mayores a las señaladas en la letra g) de la presente
cláusula 2.5.2, se deberá considerar dentro de los procesos de investigación el repetir los
ensayos de calibración de las strain gauges de la letra b) de la presente cláusula 2.5.2. El
Revisor Sísmico podrá definir que estos ensayos se realicen solo a los strain gauges más
solicitados.
La comparación de las curvas Fuerza versus Deformación unitarias, antes y después de los
ensayos sísmicos, no deberán mostrar pendientes en los diferentes tramos de la curva que
cambien ±10%, y no deberá mostrar deformaciones permanentes mayores a ±7,5% de la
deformación máxima a la que fue sometido.
Si algunos de estos límites se exceden, se deberá hacer una investigación buscando detectar
eventuales daños que justifiquen el cambio de comportamiento. Dicho estudio puede
concluir justificadamente que no se detectó daño en ningún componente del equipo y por
lo tanto los resultados del ensayo siguen válidos en este aspecto.
i)
Verificación de los requisitos sísmicos de aceptación
Con los valores de aceleraciones y solicitaciones mecánicas obtenidas en los ensayos
señalados en las letras a) hasta la letra h) de la presente cláusula 2.5.2, se efectuará el cálculo
de la verificación del cumplimiento de los Factores de Seguridad requeridos considerando
las solicitaciones simultáneas con el sismo establecidas en la sección 1.4 del Capítulo 1 y en
la sección 2.9 del presente capítulo.
Se considera que el equipo cumple con los requisitos sísmicos sí:
 El equipo después del ensayo no presente ningún daño visible, filtración o pérdida de
hermeticidad, según sea el caso, y que mantenga su condición de operación.
 Por medio de análisis se verifica el cumplimiento de lo estipulado en la sección 2.10, es
decir Factores de Seguridad iguales o mayores a los requisitos establecidos.
 Las pruebas de rutina estipuladas en las letras a) y c) de la cláusula 2.5.1 no presentan
diferencias significativas entre sí, salvo las atribuibles a la precisión de las medidas. En
ningún caso los valores medidos pueden estar fuera de los rangos de aceptación
señalados en la norma respectiva.
j)
Condiciones que deberá cumplir el informe del ensayo sísmico y de los ensayos de rutina
i)
Informe del ensayo sísmico:
El informe del ensayo sísmico deberá ser emitido certificadamente por el laboratorio
ejecutor del ensayo.
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Este informe deberá contener obligatoriamente:

Fechas y lugar de ejecución de los ensayos.

Nombre y firma del responsable del ensayo del laboratorio y del Jefe del
Laboratorio.

Nombre de los inspectores presentes en el ensayo, tanto del Fabricante como
del Dueño.

Identificación del espécimen ensayado, nombre y país del fabricante, con todas
las designaciones, número de serie, fotos e identificación de todos los
componentes. En particular, para los aisladores de cualquier tipo se deberán
identificar con nombre y país del fabricante, lugar de fabricación, su
designación, fotos de las marcas estampadas en ellos y sus respectivos planos
indicando material de los diferentes componentes incluyendo los flanges.

Descripción de los medios utilizados para los ensayos realizados.

Diagrama con la ubicación de los acelerómetros, strain gauges y medidores de
desplazamiento.

Descripción del tipo de excitación de la mesa utilizada. En particular si se
efectúa ensayos de multifrecuencia se deberán explicar cómo se han generado
los acelerogramas sintéticos, su resolución, etc.

Descripción de la fijación del equipo a la mesa de ensayos. También de la
estructura soporte cuando el ensayo se efectúe sobre ella. En este caso se
deberá identificar el plano de la estructura soporte.

Se deberán incluir las curvas de calibración de todos los strain gauges en
gráficos de Fuerza versus Deformación unitaria.

Se deberá incluir gráfico y foto mostrando el punto de aplicación de la fuerza
de calibración de strain gauges.

Se deberá incluir las curvas de transmisibilidad (curva de transferencia) en el
rango de 0 a 35 Hz de cada uno de los ensayos de barrido de frecuencia.
También se incluirán las curvas de las medidas de los strain gauges en función
de la frecuencia.

Determinación de las frecuencias de resonancia y cálculo y determinación de la
razón de amortiguamiento para la primera frecuencia de resonancia.

Para los ensayos de frecuencia fija y/o multifrecuencia se deberá entregar las
curvas en función del tiempo de todos los medidores de aceleración, strain
gauges y medidores de desplazamiento.

Se deberá registrar cualquier anomalía que se haya detectado, cualquier
reapriete que suceda durante los ensayos.
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
Deberá incluir fotos de buena resolución de:
˗
˗
˗
˗
˗
El montaje general del equipo en cada disposición ensayada.
El punto de aplicación de la fuerza en los ensayos de calibración de los
strain gauges.
Detalle de la fijación a la mesa y/o a la estructura soporte.
Detalle de cada detector instalado.
Detalle de cualquier anomalía detectada.
ii) Informe de los ensayos de rutina del espécimen previo al ensayo sísmico:
El informe de ensayo de pruebas de rutina al espécimen a ensayar deberá ser entregado
al Revisor Sísmico previo a la ejecución del ensayo como antecedente. Este informe
deberá contener obligatoriamente:

Fechas y lugar de ejecución de los ensayos.

Nombre y firma del responsable del ensayo del laboratorio y del Jefe del
Laboratorio.

Nombre de los inspectores presentes en el ensayo.

Identificación del espécimen ensayado, nombre y país del fabricante, con todas
las designaciones del fabricante, número de serie, fotos e identificación de
todos los componentes. En particular, para los aisladores de cualquier tipo se
deberán identificar con nombre y país del fabricante, su designación, fotos de
las marcas estampadas en ellos y sus respectivos planos indicando material de
los diferentes componentes incluyendo los flanges.

Descripción de los ensayos que se ejecutan y valores límites de aceptación.

Resultados detallados.
iii) Informe de los ensayos de rutina del espécimen posterior al ensayo en mesa vibratoria:
El informe de ensayo de rutina después del ensayo en mesa vibratoria tiene las mismas
exigencias que el efectuado antes de dichas pruebas.
El informe deberá señalar explícitamente si hubo o no cambios dentro de los rangos
admisibles en las pruebas de rutina antes y después del ensayo.
Si se detectan cambios en el equipo fuera del rango aceptado por la norma que
especifica el ensayo de rutina correspondiente, el Proveedor deberá someter a
aprobación del Revisor Sísmico la demostración de que dicho cambio es producto de
una condición externa a la prueba sísmica efectuada; de lo contrario, se considerará que
el equipo no cumple con los requisitos sísmicos de la presente Recomendación.
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Comentario C2.4.
a.
k)
Informe de Ensayos de Rutina
El Informe señalado en el numeral ii) del presente literal j) se refiere a las Pruebas de Rutina
definidas en las respectivas normativas eléctricas (no sísmicas) aplicables a la recepción del
equipo. Se requiere que el Revisor Sísmico tenga este Informe para poder comparar los
resultados que se obtienen de las pruebas de rutina que deberán realizarse después del
ensayo sísmico de acuerdo a lo señalado en el numeral iii) del presente literal j).
Calificación del Laboratorio de ensayo
La ejecución de las pruebas en mesa vibratoria será efectuada en un laboratorio
especializado. Los antecedentes necesarios para llevar a cabo esta calificación del
laboratorio deberán ser entregados por el Fabricante o por el Proveedor, según
corresponda, con la suficiente antelación.
El laboratorio deberá contar con experiencia suficiente para ejecutar este tipo de ensayos y
disponer de los siguientes recursos mínimos:

Mesa vibratoria triaxial de masa de al menos 3 veces superior al del equipo en prueba.

Sistema de adquisición de datos adicionales a los necesarios para el control de la mesa:
˗ 20 o más canales de registros extensiométricos (strain-gauges).
˗ 20 o más canales de registros de acelerómetros.
˗ 3 o más canales de registro de desplazamiento.

Velocidad de barrido de frecuencia bajas, menores a 0,25 oct/min

Capacidad de proceso de la información para determinación de las funciones de
transferencia, en módulo y ángulo.

Generación de señal de impulsión de la mesa vibratoria para prueba de multifrecuencia
con una resolución de 1/24 de octava o mejor.

Capacidad de aplicar fuerzas estáticas al equipo con precisión para ensayos de
calibración de strain-gauges.

El personal responsable de la ejecución del ensayo y de la elaboración del informe
respectivo, deberá tener una experiencia de a lo menos 5 años de trabajo en
laboratorios y en ensayos similares.
El cumplimiento de los requisitos del laboratorio deberá ser aprobado por el Revisor Sísmico.
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l)
Informes de Ensayos Sísmicos efectuados con anterioridad
Solo serán aceptables informes de ensayos sísmicos con una antigüedad de hasta 5 años a
la fecha del contrato de adjudicación de los equipos y siempre y cuando el ensayo y el
laboratorio cumplan con los requisitos establecidos en la presente sección 2.5, incluyendo
la memoria de cálculo indicada en el literal d) de la cláusula 2.5.1
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2.6.
PRUEBAS Y/O MÉTODOS
AMORTIGUAMIENTO
PARA
LA
DETERMINACIÓN
DE
LA
RAZON
DE
Se podrán aplicar diferentes métodos para determinar la razón de amortiguamiento,
especialmente para la frecuencia fundamental del equipo, como se explica a continuación:
a)
Amortiguamientos bajos
En particular para el caso de razones de amortiguamientos bajos, en el rango de 1% a 10%
del amortiguamiento crítico, se preferirá utilizar el Método de Ancho de Banda señalado
en la letra c) de la cláusula 2.5.2 o el que se obtenga de una Prueba de Oscilación Libre en
la forma especificada en la cláusula 2.6.1.
b) Amortiguamientos altos
Para el caso de razones de amortiguamiento mayores a 10% se preferirá el resultado que
se obtenga del Método del Factor de Amplificación señalado en la letra c) de la cláusula
2.5.2 o el que se obtenga de una Prueba de Oscilación Libre en la forma especificada en la
cláusula 2.6.1.
Cuando se tengan más de un valor de razón de amortiguamiento para un equipo, se deberá
considerar el valor menor.
2.6.1.
Pruebas de Oscilación Libre
Los equipos cuya razón de amortiguamiento no haya podido ser determinado con precisión
durante los ensayos exploratorios de las letras c) y d) de la cláusula 2.5.2 y los equipos que en
el Anexo N°1 así lo señalen explícitamente, serán sometidos a una Prueba de Oscilación Libre
la que se efectuará en condiciones del equipo completamente armado y anclado sobre una
base rígida por los medios previstos en su diseño.
La Prueba de Oscilación Libre consistirá en una fuerza de tracción horizontal equivalente a un
40% de la masa del elemento oscilante que deberá ser aplicada en su centro de gravedad y
luego interrumpida bruscamente, registrándose las oscilaciones correspondientes. La fuerza se
podrá aplicar también en la parte superior del equipo con un valor de fuerza que produzca el
mismo momento en la sección crítica del equipo.
En equipos de gran peso montados sobre una plataforma en altura, como son por ejemplo los
Equipos de Compensación Serie, la Prueba de Oscilación Libre se aplicará a un equipo
completamente armado en terreno y consistirá en una fuerza cuya componente horizontal no
sea inferior al 30% del peso total del equipo aplicada a la estructura de la plataforma y luego
interrumpida bruscamente.
El registro de oscilaciones deberá realizarse por medios que proporcionen sensibilidad y
precisión suficientes para determinar el decremento de la amplitud de las oscilaciones en
función del tiempo transcurrido desde la interrupción de la tracción.
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La razón de amortiguamiento “” en % se determinará de acuerdo con la siguiente fórmula:
 =
( /
∙ ∙
)
( /
)
(%)
En que:
y1
= Amplitud de la primera oscilación libre.
yn+1
= Amplitud de la siguiente oscilación libre después de transcurridos n ciclos,
a partir de la primera oscilación tomada para el cálculo (y1).
n
= Número de ciclos.
Cuando la oscilación libre corresponda a un comportamiento lineal del
espécimen, el número de ciclos a considerar puede ser del orden de 5 a
10. Para el espécimen de características no lineales, el número de ciclos
deberá ser el menor posible, pudiendo llegar a ser n=1 según sea la no
linealidad y amortiguamiento del sistema.
Figura 2.2: Oscilación Libre típica
Figura 2.3: Oscilación Libre con batimientos
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De preferencia el cálculo de la razón de amortiguamiento se efectuará del registro obtenido
de un sensor de desplazamiento.
Alternativamente a la aplicación de la fuerza de tracción señalada en los párrafos precedentes,
se podrá producir la oscilación libre del equipo cuando éste está montado en la mesa
vibratoria, excitando la mesa con una señal sinusoidal correspondiente a la frecuencia de
resonancia determinada según la sección 2.5 y produciendo la detención repentina del
movimiento de la mesa. Los registros de las señales posteriores a la detención de la mesa
corresponden a una oscilación libre.
En cualquiera de los casos, el ensayo deberá realizarse en la dirección más desfavorable para
el equipo.
Cuando el equipo tenga más de un eje de simetría, la Prueba de Oscilación Libre se deberá
realizar para cada uno de estos ejes o para un eje intermedio que corresponda a la condición
más desfavorable para los pernos de anclaje del equipo y/o para el sistema de amortiguadores,
esto último en caso de que el equipo los tenga.
Comentario C2.5.
a.
Dirección del ensayo
Equipos que tienen su sistema de anclaje y/o sus amortiguadores en una disposición cuadrada, los
dos ejes de simetría no necesariamente son la condición más desfavorable, pudiendo ser la dirección
a 45°
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2.7.
MÉTODO ESPECIAL PARA VERIFICACIÓN SISMICA POR GRUPO DE EQUIPOS
El diseño o la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los equipos deberá
realizarse de acuerdo con los métodos y/o pruebas sísmicas señaladas en las cláusulas
anteriores del presente Capítulo 2.
Se podrán exceptuar a lo señalado en el párrafo precedente aquellos equipos que
correspondan a un mismo tipo de equipo y que cumplan con todas las siguientes condiciones:
i)
Deberán ser similares estructuralmente de modo que tengan un comportamiento
sísmico similar de acuerdo a lo señalado en la presente cláusula.
ii) Podrán tener características funcionales distintas, tales como corrientes nominales,
tensión nominal, BIL, nivel de corriente de cortocircuito resistida, etc., siempre que
dichas características funcionales diferentes no sean un obstáculo para cumplir lo
señalado en el numeral i) precedente.
Este procedimiento se denominará verificación por el Método de Grupo y para su aplicación se
requiere que se cumplan los siguientes requisitos:
1. El Fabricante deberá someter a revisión del Revisor Sísmico un Informe que demuestre
analíticamente o mediante pruebas, según lo que corresponda al tipo de equipo, que el
equipo más vulnerable del grupo de equipos cumple con los requisitos sísmicos de acuerdo
con lo señalado en el primer párrafo de la presente cláusula.
2. El Fabricante deberá someter a revisión del Revisor Sísmico un Informe con los
antecedentes que demuestran que el equipo al que se propone esta verificación por el
Método de Grupo cumple con las siguientes condiciones:
˗
Tiene una estructura y comportamiento dinámico iguales o más favorables, desde el
punto de vista sísmico, que el equipo más vulnerable del grupo.
˗
Tiene desplazamientos similares a los del equipo más vulnerable del grupo y en ningún
caso mayores en 15% que los del equipo más vulnerable.
˗
Los Factores de Seguridad de sus componentes críticas deberán ser iguales o
superiores a las del equipo más vulnerable del grupo.
3. La información que deberá entregar el Fabricante para demostrar que su equipo es
adecuado para ser evaluado sísmicamente mediante el Método de Grupo deberá incluir,
pero sin limitarse a, las siguientes consideraciones en relación con el equipo más
vulnerable del grupo:
˗
Masa y rigidez del equipo.
˗
Geometría (por ejemplo, configuración general, altura, ubicación del centro de
masa, diámetros interiores y exteriores de la sección critica de los aisladores, etc.)
˗
Uso de componentes idénticos o muy similares. En caso de aisladores de material
cerámico o poliméricos estos deberán ser de diseño similar y ser del mismo
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fabricante que los del equipo más vulnerable y demostrar su resistencia y rigidez
mediante ensayos como establece la presente Recomendación.
˗
Diferencias que pueden influir en la funcionalidad del equipo.
˗
Estructura de soporte cuando corresponda.
˗
Detalles del sistema de fijación a la estructura de soporte o del sistema de anclaje
a la fundación según corresponda.
En caso de que el Revisor Sísmico hiciera objeciones al mérito técnico del procedimiento usado
para la verificación por el Método de Grupo, el Fabricante y el Revisor Sísmico harán una
revisión del análisis realizado para determinar si es posible resolver las objeciones. Si no es
posible resolverlo, la verificación por el Método de Grupo no se puede utilizar y, en
consecuencia, la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo deberá ser
realizada por el Fabricante de acuerdo con lo señalado en el primer párrafo de la presente
cláusula.
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2.8.
ESFUERZOS DE ACOPLAMIENTO MECÁNICO
Deberá verificarse por medio de ensayos o análisis que el acoplamiento entre componentes o
subsistemas de un mismo equipo o entre equipos diferentes, es suficientemente flexible para
poder despreciar la interacción entre los componentes o subsistemas dentro del rango de las
amplitudes máximas previstas. Esta exigencia se cumplirá demostrando que:
a) Se considerará que el acoplamiento tiene holgura suficiente cuando permite admitir
desplazamientos iguales o mayores que la suma de los desplazamientos relativos de cada
uno de los dos componentes, amplificados por 1,5. Si los componentes no están
montados sobre una fundación común, se deberá tener que considerar adicionalmente
los desplazamientos relativos entre los puntos de apoyo.
b) Las frecuencias fundamentales de los componentes o subsistemas no quedan afectadas
de manera importante por el hecho de que haya o no acoplamiento.
c) Las fuerzas generadas por el acoplamiento como consecuencia de los movimientos
relativos quedan dentro de la capacidad resistente de los acoplamientos mismos y de los
componentes o subsistemas acoplados. Dicha capacidad podrá verificarse por una
prueba estática del acoplamiento mismo.
Si al hacer las verificaciones antes descritas, resultare que el acoplamiento afecta al
comportamiento conjunto de los componentes acoplados, deberá efectuarse un ensayo
sísmico en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5.
Si no es posible realizar el ensayo, el Revisor Sísmico podrá autorizar efectuar un análisis
dinámico del conjunto.
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2.9.
SOLICITACIONES DE DISEÑO PARA EQUIPOS
El diseño de los equipos, o la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos según
corresponda, deberá considerar las solicitaciones sísmicas y no sísmicas definidas por las
características propias del equipo y por las condiciones meteorológicas en la zona de
emplazamiento de la instalación de acuerdo con:

Lo señalado en la sección 1.4 del Capítulo 1.

Lo señalado en las cláusulas 2.9.1 y 2.9.2 siguientes.

La solicitación sísmica “E” obtenida de acuerdo con lo señalado en las secciones 2.4 o 2.5
del presente capítulo según corresponda.
El Diseñador deberá evaluar las particularidades de cada instalación y definir otras
solicitaciones y/o combinaciones de carga que puedan controlar el diseño.
2.9.1.
Fuerza de Cortocircuito
La fuerza estática equivalente que representa el efecto del cortocircuito sobre el equipo se
calculará considerando la corriente dinámica de cortocircuito la que se determinará
considerando su valor peak como 2,5 veces la corriente de cortocircuito efectiva (valor rms).
En el cálculo de la fuerza de cortocircuito se considerará que participan también los cables de
conexión al equipo en una longitud de al menos 1,0 [m] en cada punto de conexión.
Para el cálculo de la fuerza de corto circuito se utilizará la siguiente fórmula:
𝐹𝑐 =
0,0204 ∙ (2,5 ∙ 𝐼𝑐) ∙ 𝐿
𝑑
En que:
Fc
= Fuerza de cortocircuito en [daN].
Esta fuerza se aplica en el centro geométrico de la trayectoria de la
corriente de cortocircuito de largo “L”.
L
= Largo en [metros] por donde circula la corriente de cortocircuito.
d
= Separación entre fases en [metros] de acuerdo con el Plano de Disposición
de Equipos del Proyecto.
Ic
= Corriente cortocircuito rms en [kA].
Esta corriente corresponderá al valor de cortocircuito proyectado de la
Instalación o Equipo, salvo que las Especificaciones del Proyecto definan
un valor mayor.
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La dirección de la fuerza de cortocircuito será perpendicular a la dirección de la trayectoria de
la corriente de cortocircuito.
La magnitud y dirección de aplicación de esta fuerza deberá estar definida explícitamente en
la memoria de cálculo de respaldo sísmico del equipo debido a su necesidad para el diseño de
la estructura de soporte y fundación del equipo.
2.9.2.
Solicitaciones debido a condiciones meteorológicas
Corresponde a las solicitaciones debidas a viento, nieve, hielo, variaciones de temperatura, etc.
y que son propias del lugar en donde se implantan las obras.
En general, para el diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los
equipos no será necesario considerar la solicitación de viento simultánea con la solicitación
sísmica definida en la presente Recomendación.
Excepción a lo anterior son las siguientes situaciones:
a) Equipos o partes de equipos donde las solicitaciones de viento corresponden a su
Condición Normal de Operación:
Dentro de estos equipos o parte de equipos se encuentran:


Radiadores de los Transformadores de Poder y Reactores de Poder.
Unidad de Chisperos de los Equipos de Compensación Serie.
Para estos casos, junto con el sismo de diseño se deberá considerar como mínimo la
siguiente solicitación de viento simultánea:
˗
˗
Equipos con superficie cilíndrica expuesta al viento: presión de viento de 40 kg/m2.
Equipos con superficies planas expuestas al viento: presión de viento de 80 kg/m2.
b) Equipos montados sobre estructuras altas
Para estos casos, junto con el sismo de diseño se deberá considerar la siguiente solicitación
de viento simultánea:
Presión de viento definida para la Condición Normal de Operación del proyecto con un
mínimo de 0.25 veces la presión de viento máximo de diseño de la estructura alta de
acuerdo a lo señalado en la cláusula 3.10.4.3 del Capítulo 3.
Otros equipos y/u otras situaciones deberán ser analizadas por el Diseñador para determinar
si el viento u otra condición meteorológica deberá ser considerada como simultánea con el
sismo de diseño.
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2.10.
REQUISITOS DE RESISTENCIA
La verificación del cumplimiento de los requisitos de resistencia para las condiciones que
incluyen solicitaciones sísmicas en los equipos eléctricos se realizará en general considerando
el llamado Método de las Tensiones Admisibles (Allowable Stress Design o ASD).
Tanto que se utilice el Método de Tensiones Admisibles o se utilice un método basado en
Estados Límites Últimos, las combinaciones de carga y sus factores de mayoración son los
señalados en la sección 1.4 del Capítulo 1.
Los requisitos de resistencia dependen del tipo de material que conforma el equipo de acuerdo
con la siguiente clasificación:

Materiales dúctiles: aquellos que cumplen con el alargamiento y con la relación entre los
límites de fluencia y rotura señalados en la letra b) de la cláusula 3.6.2 del Capítulo 3.

Materiales no dúctiles y no poliméricos, como por ejemplo son las porcelanas y los
materiales de aleación de aluminio.

Materiales poliméricos.
2.10.1.
Materiales dúctiles
Para la verificación del cumplimiento de los requisitos por resistencia de estos elementos se
deberá considerar como valor de referencia la Tensión Fluencia del material según la norma
de calidad con que éste está certificado.
Cuando el diseño o verificación de estos elementos se realice con el Método de Tensiones
Admisibles, se deberán considerar los siguientes Factores de Seguridad:

Solicitación pura de tracción, compresión, corte o flexión:
𝜎 ≤ 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 {1,33 ∙ 

𝐹𝑦
}
𝐹𝑆 = 1,25
;
𝐹𝑦
}
𝐹𝑆 = 1,25
Solicitación combinada de tracción - corte:
𝜎 ≤ 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 {1,33 ∙ 

;
Solicitación total equivalente obtenida mediante Von Mises, Tresca, Círculo de Mohr u otro
método equivalente:
𝜎 ≤ 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 {1,33 ∙ 
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;
𝐹𝑦
}
𝐹𝑆 = 1,1
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En que:
=
Esfuerzo de solicitación correspondiente a las combinaciones de carga
que incluyen la acción sísmica.
adm =
Tensión Admisible de acuerdo con el Método de Tensiones Admisibles
correspondiente a solicitaciones permanentes (no eventuales).
Fy
=
Valor de la Tensión de Fluencia del material según la norma de calidad
con que éste está certificado.
FS
=
Factor de Seguridad.

Cuando el diseño o verificación de estos elementos se realice con un método basado en
Estados Límites Últimos, los factores de minoración de la resistencia de los elementos
corresponderán a los señalados en el método utilizado y los factores de mayoración de las
cargas corresponderán a los señalados en la cláusula 1.4.8 del Capítulo 1.
Comentario C2.6.
a.
El valor de la Tensión Admisible de acuerdo con el Método de Tensiones Admisibles es de:




2.10.2.
Tensión Admisible “adm”
0,6*Fy para solicitaciones puras de tracción y/o flexión.
0,4*Fy para solicitaciones de corte puro.
Para solicitaciones de compresión pura y solicitaciones combinadas, depende de la esbeltez
del elemento en diseño.
Para solicitaciones combinadas de tracción – corte, depende del esfuerzo de corte.
Materiales no dúctiles y no poliméricos
Para la verificación del cumplimiento de los requisitos por resistencia de estos elementos se
deberá considerar como valor de referencia la Tensión de Ruptura “Rc”, valor que se deberá
determinar de acuerdo con lo señalado en la presente cláusula.
El diseño o verificación de estos elementos se deberá realizar con el Método de Tensiones
Admisibles y deberá considerar un Factor de Seguridad FS = 2,0.
 ≤
𝑅𝑐
𝐹𝑆 = 2,0
En que:

=
Esfuerzo de solicitación correspondiente a las combinaciones de carga
que incluyen la acción sísmica.
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Rc
=
Tensión de Ruptura del material determinado de acuerdo con lo
señalado en la presente cláusula.
FS
=
Factor de Seguridad.
Para la determinación de la solicitación “” se deberán considerar en el cálculo de la sección
crítica las dimensiones del equipo de acuerdo con las tolerancias extremas más desfavorables.
Comentario C2.7.
a.
Cálculo de la sección crítica
El cumplimiento de la resistencia del elemento deberá ser demostrado para todos los tipos de
equipos a los que representa, por lo que la sección crítica deberá determinarse considerando las
dimensiones que pueda tener el equipo de acuerdo con las tolerancias de fabricación definidas por
el Fabricante.
Por ejemplo, si el aislador es de sección interna sólida (solid core), el diámetro que deberá
considerarse corresponderá al diámetro mínimo garantizado. Si el aislador es de sección interna
hueca, los diámetros que deberán considerarse corresponderán al diámetro externo mínimo
garantizado y al diámetro interno máximo garantizado.
2.10.2.1. Determinación de la Tensión de Ruptura “Rc”
El valor máximo de la Tensión de Ruptura “Rc” será de 250 daN/cm², salvo que el Fabricante
justifique mediante ensayos un valor mayor.
La determinación del valor “Rc” mediante ensayos deberá realizarse considerando que la
antigüedad máxima de los informes de las pruebas de ruptura que respaldan la resistencia de
estos materiales en ningún caso podrá ser mayor a 5 años desde la fecha de compra del equipo.
Si los informes de respaldo tienen una antigüedad mayor, entonces se deberá considerar el
valor de “Rc” señalado en el párrafo precedente.
Siendo “Rme” la Tensión de Ruptura Mínima Estadística obtenida mediante ensayos de acuerdo
con lo señalado en la cláusula 2.10.2.2 o en la cláusula 2.10.2.3 según corresponda, el valor de
la Tensión de Ruptura “Rc” será el siguiente:

Rc = Rme si se cumplen las siguientes condiciones simultáneamente:
˗
El número “n” de especímenes ensayados es como mínimo 3.
˗
El cálculo de las propiedades de cada espécimen ensayado corresponderá a las
dimensiones reales de su sección crítica.
˗
Todos los especímenes ensayados cumplen con lo señalado en la cláusula 2.10.2.2
siguiente y han sido ensayados en el mismo periodo de tiempo y bajo las mismas
condiciones
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
Rc = 0,8*Rme
Cuando no son conocidas las dimensiones reales de la sección crítica de cada
espécimen ensayado ni sus tolerancias dimensionales, independiente del número de
especímenes ensayados.

Rc = 0,67*Rme
Cuando solo se tiene el resultado de ensayo de 1 espécimen.
2.10.2.2. Pruebas de Ruptura para determinar el valor de resistencia “Rc” en materiales que no
sean de aleación de aluminio
Las pruebas de ruptura que respaldan el valor de la resistencia “Rc” considerada deberán
formar parte de la Memoria de Cálculo respectiva del equipo, deberán señalar claramente la
fecha de ejecución de las pruebas de los especímenes y deberán incluir de manera explícita
como se ha obtenido el valor de “Rc”.
Los especímenes sometidos a prueba de ruptura deberán cumplir con los siguientes requisitos:
i)
Corresponder al mismo modelo, la misma partida de fabricación y la misma planta de
producción que los elementos utilizados en el equipo.
ii) Ser idénticos a los del suministro del equipo, a lo menos en cuanto a la sección crítica
de la porcelana y en la brida.
iii) Ser unidades de aisladores completos, con sus bridas o flanges cementados o sistema
de fijación por mordazas, según sea su uso en el equipo.
iv) No se acepta cementación flange – porcelana con materiales ricos en azufre a menos
que los ensayos de ruptura sean efectuados a temperatura de los especímenes
superior o igual a 60°C.
v) Los pernos de fijación del equipo a la mesa de ensayo deberán ser idénticos a los que
corresponde al suministro del equipo.
La prueba de flexión a la ruptura de aisladores se efectuará, en cuanto al procedimiento de
prueba, conforme a la norma IEC 62155 párrafo 7.2.2.1 para los aisladores huecos y a la norma
IEC 60168 párrafo 5.2.4 para los aisladores sólidos.
Esta prueba consistirá en la aplicación de una fuerza en el extremo superior de la columna a
ensayar y se deberá registrar la relación Fuerza versus Desplazamiento del punto superior
hasta la ruptura de la columna.
En caso de piezas con base asimétrica, la aplicación de la fuerza para producir la ruptura del
aislador tendrá la dirección más desfavorable.
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El valor de ruptura que se registrará como resultado del ensayo será el que corresponda con el
máximo desplazamiento lineal registrado. Valores de ruptura que se obtengan en el rango no
lineal de desplazamientos no deberán ser considerados.
Con los valores de ruptura determinados y las características de la columna ensayada, se
determinará la Tensión de Ruptura del espécimen correspondiente:
𝑅 =
𝐹∙𝐻
𝑤
En que:
Ri
=
Tensión de Ruptura obtenido del ensayo correspondiente a la columna
o espécimen “i”.
F
=
Fuerza de Ruptura obtenida del ensayo.
H
=
Altura de la columna donde se aplica la fuerza “F”.
w
=
Módulo de Sección de la columna, calculado con las dimensiones reales
correspondiente a la sección crítica del espécimen probado.
Para la cantidad de ensayos que se realicen, se determinará la Tensión de Ruptura Mínima
Estadística “Rme” de acuerdo con lo siguiente:
𝑅
 =
=  − 2
∑
 =
∑
(
)
En que:
Rme =
Tensión de Ruptura Mínima Estadística.

=
Valor de la media de “Ri” obtenida de los resultados de los ensayos.

=
Valor de la desviación estándar de la muestra, obtenida de los
resultados de los ensayos.
Ri
=
Tensión de Ruptura obtenido del ensayo correspondiente a la columna
o espécimen “i”.
n
=
Número de especímenes ensayados.
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2.10.2.3. Determinación de la Tensión de Ruptura “Rc” para materiales de aleación de aluminio
Para materiales de aleación de aluminio, la Tensión de Ruptura “Rc” corresponderá al límite
elástico de la pieza ensayada.
Para este caso se puede aceptar el ensayo de un solo espécimen considerando Rc = 0.85*R me
2.10.3.
Materiales poliméricos
El diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos por resistencia de estos elementos
se deberá realizar con el Método de Tensiones Admisibles y deberá considerar como valor de
referencia y como Factores de Seguridad los siguientes:
i)
Factor de Seguridad de 1,25 con respecto al valor MML del aislador, para aquellas
combinaciones de carga que correspondan a solicitaciones normales de operación.
ii) Factor de Seguridad de 2,0 con respecto al valor SML del aislador, para aquellas
combinaciones de carga que correspondan a solicitaciones eventuales como es el caso
de la acción sísmica.
𝑀𝑜𝑝 ≤
𝑀𝑀𝐿
𝐹𝑆 = 1,25
𝑀𝑠 ≤
𝑆𝑀𝐿
𝐹𝑆 = 2,0
En que:
Mop
=
Momento en la sección más crítica, correspondiente a estados de carga
normales de operación del equipo.
Ms
=
Momento en la sección más crítica, correspondiente a estados de carga
que incluyen la acción sísmica.
MML =
Del inglés Maximum Mechanical Load.
Máxima carga de servicio garantizada por el fabricante del aislador para
solicitaciones permanentes de acuerdo con las condiciones de pruebas
que se definen a continuación.
SML
=
Del inglés Specified Mechanical Load.
Momento resistente correspondiente a la carga de cantilever nominal
de un aislador de material polimérico (composite) que puede resistir
por 1 minuto sin daño visible alguno de acuerdo con las condiciones de
pruebas que se definen a continuación.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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FS
=
Factor de Seguridad.
Los especímenes ensayados deberán corresponder al mismo modelo, partida de fabricación y
planta de producción que los aisladores utilizados en los equipos. Los elementos se ensayarán
con sus accesorios normales de montaje, tales como bridas o flanges metálicos en el caso de
aisladores, y pernos de fijación a la mesa de ensayo.
a) Pruebas de Resistencia
Los aisladores poliméricos deberán ser sometidos a las siguientes pruebas para determinar
su resistencia, pruebas que se deberán realizar con el aislador montado sobre la mesa de
ensayo por medio de los pernos usados en el equipo, sin la colaboración de mordazas.
i)
Prueba SML
Carga de cantilever nominal aplicada sobre un aislador de material polimérico de
acuerdo con lo señalado en la norma IEC 61462 y sin daño visible alguno.
Para la determinación de SML se define como “sin daño visible alguno” si, además de
aprobarse por inspección visual el aislador ensayado, la deformación residual del
aislador, medida después de 5 minutos de haber finalizado la aplicación de la carga,
deberá ser menor que el 5% del desplazamiento máximo medido durante la aplicación
de la carga.
Normalmente la deformación se mide en el extremo superior de la columna aisladora.
Este ensayo deberá realizarse sin la cubierta de goma silicona.
ii) Prueba MML
Carga de cantilever nominal de un aislador de material polimérico de acuerdo con lo
señalado en la norma IEC 61462 y sin daño visible alguno.
Para la determinación de MML se define como “sin daño visible alguno” si, además de
aprobarse por inspección visual el aislador ensayado, la deformación residual del
aislador, medida después de 5 minutos de haber finalizado la aplicación de la carga,
deberá ser menor que el 3% del desplazamiento máximo medido durante la aplicación
de la carga.
Normalmente la deformación se mide en el extremo superior de la columna aisladora.
Este ensayo deberá realizarse sin la cubierta de goma silicona.
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b) Otras pruebas
Adicionalmente, los aisladores poliméricos deberán demostrar su condición de sello en sus
flanges metálicos por medio del ensayo definido como “Shed Seal Test” en la cláusula
correspondiente de la IEEE 693.
Esta prueba será válida para todos los otros aisladores cuyos flanges cumplan con las
siguientes condiciones con respecto al flange correspondiente al espécimen probado: que
tengan el mismo método de fijación, que tengan los mismos diámetros y que tengan la
misma altura de empotramiento.
Esta prueba se deberá efectuar con el aislador sin la cubierta de goma silicona en el
entorno del flange inferior de modo que el líquido penetrante se aplique directamente a
la unión entre el núcleo de fibra de vidrio con resina y el flange metálico.
La antigüedad máxima de los informes de las pruebas de ruptura que respaldan la resistencia
del equipo en ningún caso podrá ser mayor a 5 años desde la fecha de compra del equipo.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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2.11.
ESTRUCTURAS DE SOPORTE
Cuando la estructura de soporte forme parte del proceso de diseño o verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo, su diseño será responsabilidad del
Diseñador del Equipo y deberá realizarse de acuerdo con:
i)
Lo definido en el presente Capítulo 2.
ii) Los requisitos particulares del equipo definidos en el Anexo N°1.
iii) Los requisitos para la estructura de soporte definidos en la letra a) de la cláusula A1.7.5
del Anexo N°1.
iv) Los requisitos para el diseño de las estructuras de soporte definidos en la sección 3.5
del Capítulo 3.
v) Los requisitos para el diseño del sistema de anclaje de acuerdo con lo señalado en la
letra b) de la cláusula 2.12 del presente capítulo.
Estructuras de soporte que formado parte del proceso de diseño o verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo deban ser modificadas o reemplazadas y
que siguen siendo soporte del mismo equipo, deberán ser rediseñadas considerando los
requisitos señalados en la presente sección 2.11 reemplazando los requisitos señalados en el
numeral ii) precedente por los requisitos señalados en la cláusula 3.5.9 del Capítulo 3.
Si la estructura de soporte no forma parte del proceso de diseño o verificación del equipo, su
diseño será responsabilidad del Diseñador de la Estructura de Soporte y deberá realizase de
acuerdo con los requisitos definidos en el Capítulo 3.
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2.12.
FIJACIÓN O ANCLAJE DE EQUIPOS
a)
Fijación del Equipo a su estructura de soporte
El diseño de la fijación del equipo a su estructura de soporte es responsabilidad del
Diseñador del Equipo y deberá realizarse de acuerdo con:
i)
Lo definido en el presente Capítulo 2.
ii) Los requisitos particulares del equipo definidos en el Anexo N°1.
iii) Los requisitos definidos en la cláusula 3.5.5 del Capítulo 3.
b) Anclaje del Equipo a su fundación
Cuando el equipo se ancle directamente a la fundación, el diseño del anclaje a la fundación
será responsabilidad del Diseñador del Equipo y deberá realizarse de acuerdo con:
i)
Lo definido en el presente Capítulo 2.
ii) Los requisitos particulares del equipo definidos en el Anexo N°1.
iii) Los requisitos para los sistemas de anclajes definidos en la sección 3.6 del Capítulo 3.
iv) Para estructuras de soporte que forman parte del equipo, además se deberá cumplir
el requisito señalado en la cláusula 3.5.7 del Capítulo 3.
v) Para Equipos GIS, Equipos de Compensación Serie y otros equipos similares, además
se deberán cumplir los requisitos señalados en la sección 3.8 del Capítulo 3.
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2.13.
EQUIPOS MONTADOS EN ALTURA
Se entenderá como equipo montado en altura al equipo eléctrico que, independiente de su
nivel de tensión, se instala sobre una estructura que no cumple con los requisitos definidos en
la cláusula 3.5.3 o no cumple con los de la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3.
Estos equipos y sus sistemas de anclaje deberán considerar que los requisitos sísmicos que
deberán cumplir son los definidos en la presente Recomendación, pero amplificados para la
Aceleración Basal que corresponde a la altura donde se ubica el equipo.
Definiendo como “A’o” a la Aceleración Basal del equipo ubicado en altura, el Espectro de
Diseño señalado en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 deberá amplificarse por el factor A’o / Ao,
donde “Ao” es la Aceleración Basal definida en la cláusula 1.3.2 del Capítulo 1.
Los equipos que se encuentran en esta situación son los siguientes:
i)
Equipos montados en las estructuras tipo parrón: los requisitos sísmicos para estos equipos
se señalan en la cláusula A1.10.1 del Anexo N°1.
ii) Equipos montados en las estructuras altas: los requisitos sísmicos para estos equipos se
señalan en la cláusula A1.10.2 del Anexo N°1.
iii) Equipos montados en pisos superiores al nivel de terreno cuando se encuentran dentro de
edificios o salas: los requisitos sísmicos para estos equipos se señalan en la cláusula A1.10.3
del Anexo N°1.
iv) Equipos montados sobre muros cortafuego: para estos equipos, el diseño sísmico o
verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos deberá realizarse de acuerdo con
lo señalado en letra c) de la cláusula 3.11.9 del Capítulo 3.
v) Equipos instalados bajo el techo de las salas que los contienen, como por ejemplo son las
válvulas de sistemas HVDC: sus requisitos sísmicos se establecen en la cláusula A1.12 del
Anexo N°1.
Para equipos en altura que se encuentren en una situación distinta a la señalada en la presente
sección, se deberán definir los requisitos sísmicos que deberán cumplir tomando en cuenta la
Filosofía de Diseño señalada en la cláusula 1.1.2 del Capítulo 1 y la eventual similitud que pueda
tener con alguna de las situaciones señaladas en la presente sección 2.13
Comentario C2.8.
a.
Equipos montados en altura
Los equipos que se instalen en altura deberán ser preferentemente de material polimérico.
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2.14.
EQUIPOS SUSPENDIDOS
Se entenderá por equipo suspendido (o colgado) al equipo eléctrico que cuelga libremente
desde techos de salas, parte inferior de vigas de Estructuras Altas y similares, mediante
elementos flexibles que permiten un movimiento pendular del equipo.
Los requisitos sísmicos para estos equipos se señalan en la cláusula A1.11 del Anexo N°1.
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2.15.
CONEXIONES DE LOS EQUIPOS A LA RED DE ALTA TENSIÓN
La conexión eléctrica entre equipos o de equipo a las barras de la subestación deberá hacerse
mediante conexiones flexibles que tengan la holgura suficiente para permitir los
desplazamientos relativos de las partes que se conectan, para movimientos relativos en
oposición de fase.
Lo anterior evitará que se generen fuerzas inadmisibles en los terminales de los equipos.
Estas conexiones deberán efectuarse con conductor multihebra de aluminio puro u otro
sistema que permitan los movimientos independientes de los equipos.
La holgura de la conexión deberá ser al menos igual a:
Holgura = 1,5 (|U1| +|U2|)
En que:
Holgura
:
Desplazamiento relativo máximo que se requiere en la conexión,
sin ejercer fuerzas significativas en los terminales de los equipos.
U1, U2:
:
Desplazamiento máximo de los puntos de conexión considerando
las solicitaciones sísmicas y no sísmicas simultáneas con el sismo.
Los desplazamientos “U1” y “U2” corresponden a los desplazamientos que se obtienen en el
sistema “equipo + estructura de soporte” para la fuerza sísmica sin reducir, es decir
considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
En cuanto al diseño de las conexiones de equipos, se deberán determinar las holguras
necesarias conforme a la fórmula anterior y además se deberá vigilar que no se acorten las
distancias de aislación mínimas de diseño considerando que las conexiones pueden moverse
por efecto del viento y/o del cortocircuito.
En el diseño de una subestación deberá existir un plano de diseño global de todas las
conexiones eléctricas entre equipos y equipos con el resto de la subestación que determine las
conexiones y sus holguras. Los valores establecidos en dicho plano deberán estar respaldados
por una memoria de cálculo de dichas conexiones y el cálculo de estos valores deberá ser
aprobado por el Revisor Sísmico.
Comentario C2.9.
Conexiones a equipos de bajo consumo de corriente
a.
La conexión a los equipos deberá cumplir con los requisitos eléctricos propios de la instalación a la
cual pertenece.
b.
Con el propósito de no incrementar innecesariamente acciones sísmicas adicionales sobre los
equipos por los cuales no pasa la corriente de carga de la instalación de alta tensión, como es el
caso de los transformadores de potencial, condensadores de acoplamiento, pararrayos, etc., se
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deberán conectar sus terminales de alta tensión con conductores de aluminio puro de la menor
sección posible o mediante un haz de la menor cantidad de cables posibles.
Comentario C2.10. Como complemento a esta Sección se recomienda consultar los siguientes
documentos:
˗
IEEE Std 605 Guide for Bus Design in Air Insulated Substations
˗
IEEE Std 693 Recommended Practice for Seismic Design of Substations
˗
IEEE 1527 Recommended Practice for the Design of Buswork Located in Seismically Active Areas
˗
PEER 2010/04 “Application Guide for the Design of Flexible and Rigid Bus Connections between
Substation Equipment Subjected to Earthquakes”. Pacific Earthquake Engineering Research
Center, September 2010
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CAPÍTULO 3
REQUISITOS SÍSMICOS
PARA ESTRUCTURAS, FUNDACIONES Y OTRAS OBRAS CIVILES
3.1.
GENERAL
3.1.1.
Alcance
En el presente Capítulo se establecen los requisitos que son aplicables al diseño sísmico de
estructuras, fundaciones y obras civiles para ser consideradas aceptables de ser utilizadas en
las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión en Chile de acuerdo con el alcance señalado en la
sección 1.1 del Capítulo 1.
3.1.2.
Filosofía de diseño
La filosofía de diseño del presente Capítulo se señala en la cláusula 1.1.2 del Capítulo 1.
En el caso particular de estructuras de soporte y fundaciones para los equipos a los que se
refiere el Capítulo 2, incluyendo sus sistemas de anclaje, la filosofía de diseño corresponde a
considerar que estos elementos deberán permitir que el comportamiento sísmico del sistema
estructural equipo + estructura + fundación sea consistente con el comportamiento del equipo
para el cuál fue verificado su correcto comportamiento sísmico.
3.1.3.
Campo de aplicación
Los requisitos del presente Capítulo son aplicables a:

Las estructuras y obras civiles señaladas explícitamente en este capítulo y todas
aquellas cuyo comportamiento sísmico pueda considerarse como asimilable a alguna
de las aquí señaladas.

Los sistemas de anclajes de equipos eléctricos y estructuras de soporte de equipos
eléctricos a la fundación.

Las fundaciones de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
Para las estructuras y obras civiles que formen parte de las Instalaciones Eléctricas de Alta
Tensión y para los que no se definan requisitos sísmicos específicos en la presente
Recomendación, será el Dueño quien deberá definir las exigencias sísmicas tomando en cuenta
lo señalado en la cláusula 3.1.2 del presente capítulo.
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3.1.4.
Normas y Especificaciones
Las principales Normas y Especificaciones que complementan el presente Capítulo se señalan
en las distintas secciones cuando corresponda.
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3.2.
SOLICITACION SÍSMICA SOBRE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE EQUIPOS
3.2.1.
Alcance
Los requisitos que se establecen en la presente sección son aplicables al diseño sísmico de
estructuras y fundaciones que soportan los equipos eléctricos que se rigen por los requisitos
del Capítulo 2 de la presente Recomendación.
Los requisitos para el diseño sísmico de Obras Civiles que no tienen relación directa con los
equipos eléctricos del Capítulo 2 se define en la sección 3.11 de la presente Recomendación.
3.2.2.
Zonificación Sísmica
Aunque los equipos eléctricos deberán cumplir con los requisitos sísmicos considerando el
Espectro de Diseño de la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 para una Aceleración Basal de suelo de
Ao = 0,5g independiente de en cuál Zona Sísmica del país se encuentre la instalación, el diseño
de la fundación de equipos eléctricos deberá considerar el mismo Espectro de Diseño, pero
para la aceleración máxima del suelo de a lo menos la zona de ubicación de la instalación de
acuerdo con lo siguiente:
Zona Sísmica
Aceleración Basal
“Ao”
3
0,5 g
2
0,4 g
1
0,3 g
Tabla 3.1: Aceleración Basal “Ao”
Donde las Zonas Sísmicas 1, 2, 3 corresponden a las definidas en la norma NCh 2369.
Las estructuras de soporte de los equipos eléctricos y los elementos de anclajes que forman
parte de la estructura o forman parte del equipo, para el caso de equipos que se anclan
directamente a la fundación, deberán diseñarse de acuerdo con el Espectro de Diseño definido
para el equipo, es decir, para la Aceleración Basal Ao = 0,5g.
Los elementos de anclajes que quedan preinstalados en la fundación, tales como llaves de corte
o insertos embebidos en el primer hormigón, deberán diseñarse con el mismo Espectro de
Diseño de la fundación.
Tanto la memoria de cálculo de diseño de la fundación, así como sus respectivos planos,
deberán indicar claramente el valor de la Aceleración Basal “Ao” considerada en el diseño de
ésta.
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Comentario C3.1:
a.
3.2.3.
Zonificación Sísmica
Los equipos eléctricos son móviles, es decir, se pueden intercambiar entre distintas subestaciones,
razón por la cual el diseño de éstos deberá ser consecuente con la zona sísmica más desfavorable,
independiente de donde se ubique el proyecto donde se destine el equipo. Las fundaciones de
equipos eléctricos no tienen el carácter de movilidad que tienen los equipos por lo que sí se pueden
diseñar para la zona sísmica donde se ubica el proyecto.
Solicitación Sísmica
La solicitación sísmica corresponde al Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4 del
Capítulo 1 para la Aceleración Basal “Ao” correspondiente a la Zona Sísmica señalada en la
cláusula 3.2.2 cuando corresponda.
3.2.4.
Nivel Basal
El Nivel Basal a ser considerado en el diseño o verificación de los requisitos sísmicos de
estructuras y fundaciones que soportan equipos eléctricos dependerá de la profundidad y tipo
de la fundación, así como de las características del suelo:
a) Para fundaciones del tipo superficial tales como losa, losa + vástago y monobloques
hormigonados contra terreno, el Nivel Basal será el nivel del sello de fundación.
Generalmente estas fundaciones tienen una profundidad de enterramiento no superior a
los tres (3) metros.
b) Para fundaciones como las descritas en el párrafo precedente, pero en que la interacción
con el suelo circundante deba ser considerada para estudiar correctamente el
comportamiento del sistema, así como para fundaciones ancladas en roca, pilotes,
micropilotes, pilas y otro tipo de fundaciones que no se encuentren dentro de las descritas
en el párrafo precedente, el Diseñador deberá determinar la ubicación del Nivel Basal
mediante un modelo que tome en cuenta las características propias del suelo, las
características propias del tipo de fundación y el comportamiento sísmico del sistema
estructural a diseñar. Generalmente estas fundaciones tienen una profundidad de
enterramiento superior a los tres (3) metros.
3.2.5.
Factor de Importancia “IE”, Factor de Modificación de la Respuesta “R” y Razón de
Amortiguamiento “”
Los valores del Factor de Importancia “IE” y del Factor de Modificación de la Respuesta “R”
para el diseño sísmico son los definidos en la Tabla 1.3 del Capítulo 1. Los valores de la razón
de amortiguamiento “” para el diseño sísmico son los definidos en la Tabla 1.4 del Capítulo 1.
La determinación de las solicitaciones sísmicas del sistema estructural corresponde al Espectro
de Diseño sin reducir, lo que es equivalente a considerar un Factor de Modificación de la
Respuesta de R=1.
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La determinación de los esfuerzos para el diseño por resistencia de cada elemento del sistema
estructural (estructura, sistema de anclaje, fundación) corresponde al Espectro de Diseño
aplicando el Factor “R” que le corresponde.
3.2.6.
Determinación de las fuerzas sísmicas mediante método estático equivalente
Cuando la fuerza sísmica sobre estructuras y fundaciones de equipos se determine usando un
método estático equivalente, estas fuerzas estáticas equivalentes se obtendrán a través del
Coeficiente Sísmico Horizontal “CH” y del Coeficiente Sísmico Vertical “CV” de acuerdo a lo
siguiente:
a)
Coeficiente Sísmico Horizontal “CH”
𝐶 = 𝐼 ∙
𝑆 (, 𝑓)
𝑅∗𝑔
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
R
= Factor de Modificación de la Respuesta según cláusula 3.2.5.
Sa(,f)
= Ordenada del Espectro de Diseño según cláusula 3.2.3.

= Razón de Amortiguamiento de la estructura a la acción sísmica
horizontal según cláusula 3.2.5.
f
= Frecuencia fundamental del equipo como respuesta a la acción
sísmica horizontal.
El valor de “Sa” será el que corresponde al máximo valor del Espectro de Diseño según
cláusula 3.2.3 sin verificación de la frecuencia fundamental, salvo que se conozca
experimentalmente el valor de la frecuencia fundamental del equipo.
b) Coeficiente Sísmico Vertical “CV”
𝐶 = 0,6 ∙ 𝐼 ∙
𝑆 (𝑣, 𝑓𝑣)
𝑅𝑣 ∗ 𝑔
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
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Rv
= Factor de Modificación de la Respuesta a la acción sísmica vertical,
donde Rv ≤ R ≤ 3
Sa (v, fv)
= Ordenada del Espectro de Diseño según cláusula 3.2.3.
v
= Razón de Amortiguamiento de la estructura a la acción sísmica
vertical, donde v ≤ 3%
fv
= Frecuencia fundamental del equipo como respuesta a la acción
sísmica vertical.
El valor de “Sa” será el que corresponde al máximo valor del Espectro de Diseño según
cláusula 3.2.3 sin verificación de la frecuencia fundamental, salvo que se conozca
experimentalmente el valor de la frecuencia fundamental del equipo.
Para el caso de sistemas estructurales que tienen un comportamiento rígido con respecto
a la dirección vertical, el coeficiente sísmico vertical de diseño deberá ser:
𝐶 = 0,6 ∙ 𝐼
c)
𝐴
𝑔
Corte Basal “Qb”
Se define el corte basal “Qb” como la fuerza sísmica total horizontal actuando a Nivel Basal.
El corte basal “Qb” está dado por la expresión:
𝑄 =𝐶 ∙
𝑊
En que:
∑ 𝑊 = suma de los pesos de las partes del sistema analizado que están por encima del
Nivel Basal definido en la cláusula 3.2.4, es decir, incluye a lo menos el peso del
equipo y de la estructura de soporte. Para el caso de fundaciones superficiales de
acuerdo a lo definido en la letra a) de la cláusula 3.2.4, incluye además el peso de
la fundación y del suelo directamente existente sobre la fundación.
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3.2.7.
Determinación de las fuerzas sísmicas mediante un método dinámico
Cuando la fuerza sísmica sobre estructuras y fundaciones de equipos se determine usando un
método dinámico, estas fuerzas sísmicas se obtendrán a través del Espectro de Aceleraciones
Horizontales “SaH” y del Espectro de Aceleraciones Verticales “SaV” de acuerdo a lo siguiente:
a)
Espectro de Aceleraciones Horizontales “SaH”
𝑆
(, 𝑓) = 𝐼 ∙
𝑆 (, 𝑓)
𝑅
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
R
= Factor de Modificación de la Respuesta según cláusula 3.2.5.
SaH (,f)
= Espectro de Diseño según cláusula 3.2.3 en función de la frecuencia y
de la Razón de Amortiguamiento “”.

= Razón de Amortiguamiento de la estructura a la acción sísmica
horizontal según cláusula 3.2.5.
b) Espectro de Aceleraciones Verticales “SaV”
𝑆 (, 𝑓) = 0,6 ∙ 𝐼 ∙
𝑆 (𝑣, 𝑓𝑣)
𝑅𝑣
En que:
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
Rv
= Factor de Modificación de la Respuesta a la acción sísmica vertical,
donde Rv ≤ R ≤ 3
SaV (v,fv)
= Espectro de Diseño según cláusula 3.2.3 en función de la frecuencia y
la Razón de Amortiguamiento vertical “v”.
v
= Razón de Amortiguamiento de la estructura a la acción sísmica
vertical, donde  ≤ 3%
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c)
Corte Basal Mínimo
Cuando el esfuerzo de corte basal “Qb”, obtenido del análisis dinámico del sistema
estructural resulte menor que el esfuerzo de corte mínimo “Qmín” que se señala a
continuación, todos los esfuerzos obtenidos del análisis se deberán multiplicar por el
cuociente Qmín /Qb para efectos de diseño.
𝑄 í =
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0,40 ∙ 𝐼 ∙ 𝐴
∙
𝑔
𝑊
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3.3.
MÉTODOS PARA DISEÑO SISMICO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE
EQUIPOS
El diseño sísmico de las estructuras de soporte y fundaciones de equipos deberá realizarse
preferentemente mediante el Método Estático Civil definido en la cláusula 3.3.1.
Sólo para aquellos casos que se señalan en la cláusula 3.3.2, el diseño sísmico de las estructuras
y fundaciones de equipos podrá ser realizado mediante un método dinámico, el cual deberá
ser el Método de Análisis Dinámico definido en la misma cláusula señalada.
3.3.1.
Método Estático Civil
El Método Estático Civil considera que la fuerza sísmica total horizontal “Qb” del sistema
estructural, definida en la cláusula 3.2.6, se deberá distribuir sobre la altura del sistema según
sea el tipo de equipo al cual la estructura y/o fundación soportan, de acuerdo a lo siguiente.
Para que estas fuerzas sísmicas efectivamente sean representativas del sistema estructural
sometido a la acción sísmica, la utilización de este Método está limitada al cumplimento de las
restricciones que se señalan en la presente cláusula 3.3.1 así como en las cláusulas 3.5.3 y 3.5.4
3.3.1.1. Estructuras de soporte y fundaciones para equipos flexibles
Se entiende por equipos flexibles a los señalados en la letra b) de la cláusula 2.2 del Capítulo 2.
Estos equipos presentan una respuesta dinámica importante, con deformaciones y
desplazamientos laterales causados tanto por la acción sísmica propiamente tal, como por la
influencia de la estructura de soporte y la fundación.
En esta categoría se encuentran equipos tales como: Interruptores, Pararrayos,
Desconectadores, Transformadores de Potencial y de Corriente, Aisladores de Pedestal y en
general cualquier otro equipo que tenga un comportamiento sísmico similar.
Debido a que el comportamiento sísmico de estos equipos está fuertemente influenciado por
comportamiento de la estructura de soporte y la fundación, el análisis para el diseño de la
estructura de soporte y su fundación deberá realizarse considerando el sistema estructural
formado por el equipo, la estructura de soporte y la fundación. Dependiendo del tipo de
análisis y del tipo de fundación, en el diseño deberá considerarse la interacción del suelo de
acuerdo con el Nivel Basal definido en la cláusula 3.2.4.
Reconociendo que de acuerdo con el Capítulo 2 el diseño sísmico del equipo se realiza de
manera independiente del diseño sísmico de la estructura de soporte y su fundación, el
procedimiento para la determinación de las fuerzas sísmicas para el diseño de la estructura de
soporte y la fundación de este tipo de equipos serán los que se señalan a continuación.
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Comentario C3.2:
Respuesta dinámica en equipos flexibles
a.
Los desplazamientos laterales debido a la acción sísmica sobre este tipo de equipos son en general
apreciables a simple vista y corresponden al movimiento conocido como “cabeceo”.
a)
Fuerza Sísmica Horizontal
La fuerza sísmica horizontal se distribuirá en la altura sobre cada parte “i” del sistema
estructural de acuerdo con la siguiente expresión:
1
2
𝐹 = 𝐹 + 𝐹
3
3
Donde:
𝐹 =∑
=𝐶 ∙𝑊
𝐹 =∑
En que:
hi
= Altura del centro de masas de la parte “i” del sistema medido desde el
Nivel Basal.
Wi
= Peso de la parte “i” del sistema por encima del Nivel Basal.
CH , Q b
= Definidos en la cláusula 3.2.6.
Fi’
= Fuerza sísmica de la parte “i” del sistema debido a la distribución
rectangular de la aceleración estática equivalente, actuando en “hi”
Fi’’
= Fuerza sísmica de la parte “i” del sistema debido a la distribución triangular
de la aceleración estática equivalente, actuando en “hi”
Para el diseño se deberá considerar que el sistema estructural de análisis está conformado
por a lo menos las siguientes tres partes:
˗
Equipo.
˗
Estructura de soporte.
˗
Fundación + suelo: en este caso, se deberá considerar que tanto el peso como el centro
de masas corresponde al conjunto conformado por la fundación de hormigón
propiamente tal y por el suelo existente sobre ella de acuerdo con lo señalado en la
letra c) de la cláusula 3.2.6.
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b) Cortes y Momentos
Las fuerzas de corte y momento serán las que resulten de la estática al aplicar la fuerza
“Fi”.
Para el caso de fundaciones superficiales, de acuerdo a lo definido en la letra a) de la
cláusula 3.2.4, los momentos correspondientes a las fuerzas “Fi” se afectarán por un factor
de reducción “J”, dado por la ecuación:
𝐽 = 0,80 + 0,20 ∙
𝑧
𝐻
En que:
c)
J
= Factor de reducción para esfuerzos de momento debido a la solicitación
sísmica en función de la altura sobre el Nivel Basal.
z
= Cota de la sección del sistema, medido desde el Nivel Basal, en la cual se
desea valorizar el momento reducido.
H
= Altura del centro de gravedad de la masa concentrada más alta del sistema
medido desde el Nivel Basal.
Fuerza Sísmica Vertical
La fuerza sísmica vertical se considerará actuando sobre el centro de masas de cada parte
“i” del sistema de acuerdo con la siguiente expresión:
𝐹𝑣 = 𝐶 ∙ 𝑊
En que:
Wi
= Peso de la parte “i” del sistema por encima del Nivel Basal.
CV
= Definido en la cláusula 3.2.6.
3.3.1.2. Fundaciones para equipos rígidos y semi-rígidos
Los equipos rígidos y semi-rígidos se caracterizan por estar anclados directamente a la
fundación y por no tener una respuesta dinámica de importancia, excepto eventualmente las
partes flexibles del equipo de acuerdo con lo señalado en el Capítulo 2.
En esta categoría se encuentran equipos tales como: Transformadores de poder y Reactores
de poder y en general cualquier otro equipo que tenga un comportamiento sísmico similar.
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a)
Fuerza Sísmica Horizontal
La fuerza sísmica horizontal se distribuirá en la altura sobre cada parte “i” del sistema
estructural, incluyendo el equipo, de acuerdo con la siguiente expresión:

Fundaciones en suelos que no permiten rotación o giro de la fundación en su base
según se indique en el Informe de Mecánica de Suelos:
𝐹 =∑

=𝐶 ∙𝑊
Fundaciones en suelos con posibilidad de rotación o giro de la fundación en su base
según se indique en el Informe de Mecánica de Suelos:
𝐹 =∑
En que:
hi
= Altura del centro de masas de la parte “i” del sistema medido desde el
Nivel Basal.
Wi
= Peso de la parte “i” del sistema por encima del Nivel Basal.
CH , Q b
= Definidos en la cláusula 3.2.6.
Fi
= Fuerza sísmica de la parte “i” del sistema debido a la distribución
rectangular o triangular de la aceleración estática equivalente,
dependiendo de la rigidez del suelo de apoyo, actuando en “hi”.
Para el diseño se deberá considerar que el sistema estructural de análisis está conformado
por a lo menos las siguientes dos partes:
˗
Equipo.
˗
Fundación + suelo: en este caso, se deberá considerar que tanto el peso como el centro
de masas corresponde al conjunto conformado por la fundación de hormigón
propiamente tal y por el suelo existente sobre ella de acuerdo con lo señalado en la
letra c) de la cláusula 3.2.6.
b) Cortes y Momentos
Las fuerzas de corte y momento serán las que resulten de la estática al aplicar la fuerza
“Fi”.
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Aun cuando las fuerzas “Fi” se determinen de acuerdo con la distribución triangular
señalada en la letra a) precedente, no se aplicarán factores de reducción al cálculo de la
solicitación del momento.
c)
Fuerza Sísmica Vertical
La fuerza sísmica vertical se considerará actuando sobre el centro de masas de cada parte
“i” del sistema de acuerdo con la siguiente expresión:
𝐹𝑣 = 𝐶 ∙ 𝑊
En que:
Wi
= Peso de la parte “i” del sistema por encima del Nivel Basal.
CV
= Definido en la cláusula 3.2.6.
Comentario C3.3:
a.
Fuerza sísmica para equipos rígidos y semi-rígidos
Las fundaciones con posibilidad de giro o rotación en su base son en general fundaciones en suelos
de baja capacidad de soporte, por lo que normalmente se deberá hacer un mejoramiento de suelo
para que resista el peso del equipo y su fundación, con lo cual la situación de diseño requiere de
considerar la distribución triangular es de baja ocurrencia. El Informe de Mecánica de Suelos del
proyecto deberá ser explícito en si se puede o no fundar este tipo de equipos directamente en el
suelo existente o si se deberá hacer algún mejoramiento.
3.3.2.
Método de Análisis Dinámico
3.3.2.1. Alcance y limitaciones
El Método de Análisis Dinámico que se define en la presente sección corresponde a un análisis
por superposición modal espectral de acuerdo con los requisitos definidos en la cláusula 2.4.4
del Capítulo 2 y el sistema estructural definido en la cláusula 3.3.2.2.
Este análisis dinámico podrá ser utilizado en el diseño o verificación de estructuras de soporte
y/o fundaciones en alguno de los siguientes casos:

Análisis de estructuras de soporte y/o fundaciones existentes que se quieran reutilizar
para la instalación de un equipo diferente para el cual fueron diseñadas y para las
cuales, con las fuerzas sísmicas obtenidas de acuerdo con el Método Estático Civil de la
cláusula 3.3.1, se concluye que la estructura y/o fundación no cumplen las condiciones
establecidas en la presente Recomendación para aceptar su utilización.

Análisis de estructuras de soporte y/o fundaciones existentes que se quieran reutilizar
para la instalación de un equipo diferente para el cual fueron diseñadas cuando la
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estructura de soporte existente no cumple con los requisitos señalados en la letra b) de
la cláusula 3.5.3 y/o en la cláusula 3.5.4.

Diseño de estructuras de soporte y/o fundaciones con sistema de fundaciones del tipo
señalado en la letra b) de la cláusula 3.2.4.

Estructuras altas cuando tengan equipos montados sobre ellas según lo señalado en la
cláusula 3.10.4.2.4.

Cualquier otro sistema estructural para el cual el Método Estático Civil definido en la
cláusula 3.3.1 no representa adecuadamente el comportamiento sísmico del sistema.
El análisis dinámico de la presente sección deberá, en todos los casos, incluir la revisión de un
Revisor Sísmico de acuerdo con la definición señalada en la cláusula 1.2.41 del Capítulo 1.
Comentario C3.4:
a.
Equipo diferente
El concepto de “equipo diferente” al que se refiere el análisis de reutilización de estructuras de
soporte y/o fundaciones corresponde a un equipo que tiene cualquiera de sus características
diferentes al del equipo que se consideró en el diseño de dicha estructura o fundación, independiente
que pueda ser del mismo tipo de equipo de acuerdo con la clasificación del Anexo N°1.
3.3.2.2. Sistema estructural
El sistema estructural que deberá analizarse es el que considera “equipo + estructura de
soporte + fundación”, siendo los elementos a diseñar y/o verificar la estructura de soporte y/o
la fundación.
El modelo deberá considerar que el Nivel Basal es el definido en la cláusula 3.2.4 o en la cláusula
3.10.4.2.2 según corresponda y deberá considerar la interacción con el suelo de fundación de
acuerdo con las propiedades de éste y del tipo de fundación según corresponda.
Independiente de que el equipo forme parte del sistema estructural de análisis, la verificación
del cumplimiento de los requisitos sísmico del equipo propiamente tal deberá realizarse de
manera independiente y acuerdo a lo definido en el Capítulo 2.
3.3.2.3. Criterios de Aceptación del Diseño
Considerando que lo que se requiere es mantener el comportamiento sísmico del equipo de
acuerdo a lo señalado en la cláusula 3.1.2, el diseño del sistema estructural “estructura de
soporte + fundación” será aceptable en la medida en que la respuesta sísmica del equipo,
evaluada mediante el modelo de análisis dinámico descrito en la presente sección, no excede
los límites de esfuerzos y desplazamientos utilizados para demostrar que el equipo cumple con
los requisitos sísmicos de la presente Recomendación de acuerdo a lo definido en el Capítulo
2 y en el Anexo N°1.
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Por lo señalado en el párrafo precedente, adicionalmente a que el diseño de la estructura y de
la fundación sea el adecuado para las solicitaciones a las que estarán sometidas, es necesario
definir Criterios de Aceptación con respecto del comportamiento sísmico del equipo para los
resultados del análisis dinámico.
Estos Criterios de Aceptación corresponden a valores límites sobre la respuesta de
desplazamientos y esfuerzos del equipo y sus componentes, obtenidos como resultado del
modelo de análisis, y dependerán tanto del tipo de equipo como de la metodología utilizada
en la demostración que dicho equipo cumple con los requisitos sísmicos de la presente
Recomendación de acuerdo a lo señalado en el Capítulo 2 y en el Anexo N°1.
Tanto los Criterios de Aceptación como los límites y las condiciones que deberá cumplir el
sistema estructural en análisis (equipo + estructura de soporte + fundación) deberán ser
aceptados por el Revisor Sísmico señalado en la cláusula 3.3.2.1.
Si los resultados obtenidos del análisis del modelo no cumplen con los Criterios de Aceptación
que se definan, entonces la estructura de soporte y/o la fundación no son adecuadas para
instalar ese equipo.
Comentario C3.5:
a.
Criterios de Aceptación
Los Criterios de Aceptación del modelo dinámico son necesarios para cumplir con lo señalado en la
cláusula 3.1.2. Estos Criterios dependen del equipo al cual la estructura y/o fundación soportan y
dependen de la metodología utilizada en la aprobación sísmica del equipo de acuerdo a lo señalado
en el Capítulo 2 y en el Anexo N°1. Ejemplos de respuestas que se deberán examinar son: momento
sísmico en la base del equipo, desplazamientos en la parte superior del equipo, aceleración sísmica
en algún punto del equipo, otros.
3.3.2.4. Fuerza Sísmica
La fuerza sísmica para el Método de Análisis Dinámico es la definida en la cláusula 3.2.7.
Para la evaluación de los Criterios de Aceptación señalados en la cláusula 3.3.2.3 se deberá
considerar la fuerza sísmica sin reducir, es decir considerando un Factor de Modificación de la
Respuesta de R=1.
Para la determinación de los esfuerzos sobre la estructura de soporte, el sistema de anclaje y
la fundación, se puede reducir la fuerza sísmica por el Factor “R” que corresponda.
3.3.2.5. Información requerida del equipo
Para permitir la adecuada representación del equipo en el modelo del análisis dinámico, el
Proveedor del Equipo deberá entregar a lo menos la siguiente información relacionada con el
equipo específico a suministrar:
-
La distribución de las masas (valores y ubicaciones).
-
Altura del centro de gravedad.
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-
Excentricidades en planta del centro de gravedad.
-
Características geométricas y de materiales.
-
Detalle del sistema de fijación del equipo a la estructura de soporte y de la estructura
de soporte a la fundación cuando corresponda.
-
Límites de esfuerzos y/o desplazamientos obtenidos en la demostración que el equipo
cumple con los requisitos sísmicos de la presente Recomendación.
Adicionalmente, y si está disponible, es conveniente contar con la información de la frecuencia
fundamental del equipo y una descripción de cómo se obtuvo.
3.3.2.6. Modelo Matemático
El análisis dinámico deberá realizarse utilizando un modelo del conjunto “equipo + estructura
de soporte + fundación” que represente en forma realista la verdadera distribución de las masas
y rigideces del sistema, siendo los elementos a diseñar y/o verificar la estructura y la fundación.
Las masas que deberán ser consideradas en el análisis dinámico corresponden a todos los
elementos por encima del Nivel Basal definido en la cláusula 3.3.2.2. Para el caso de fundaciones
superficiales de acuerdo a lo definido en la letra a) de la cláusula 3.2.4, se deberá incluir la masa
de la fundación y del suelo directamente existente sobre la fundación.
En general, se deberá usar un modelo tridimensional, excepto en aquellos casos que el
comportamiento se pueda representar correctamente con modelos planos, lo que deberá ser
aceptado por el Revisor Sísmico señalado en la cláusula 3.3.2.1.
El suelo de apoyo y de confinamiento de la fundación deberá considerarse en el modelo
mediante resortes que representen correctamente los parámetros dinámicos de elasticidad y
constante de balasto definidos en el Informe de Mecánica de Suelos según sección 3.12.
Para representar correctamente la distribución de fuerzas de inercia del sistema que permitan
obtener los esfuerzos, desplazamientos y cualquier otra respuesta a ser usada para verificar el
cumplimiento de los Criterios de Aceptación, se deberá definir en la modelación un número
suficiente de grados de libertad nodales asociados a masas traslacionales y cuando sea
necesario se deberán considerar además las masas rotacionales.
3.3.2.7. Número de Modos
El número mínimo de modos a considerar en el análisis deberá ser tal que permita asegurar una
participación de masas equivalente total (suma de las masas de todos los modos considerados)
de acuerdo a lo señalado en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2.
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3.3.2.8. Superposición modal
El valor máximo de cualquier respuesta de interés se obtiene de la superposición de los valores
máximos de esa respuesta para cada uno de los modos considerados, de acuerdo con lo
señalado en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2.
3.3.2.9. Esfuerzo de corte basal mínimo para el diseño
Se deberá considerar lo señalado en la letra c) de la cláusula 3.2.7.
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3.4.
SOLICITACIONES DE DISEÑO PARA ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES DE
EQUIPOS
El diseño deberá considerar las solicitaciones sísmicas y no sísmicas definidas por las
características propias del equipo y por las condiciones meteorológicas en la zona de
emplazamiento de la instalación de acuerdo con:

Lo señalado en la sección 1.4 del Capítulo 1.

Lo señalado en la sección 2.9 del Capítulo 2.

Para estructuras de soporte que no forman parte del diseño o verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo: la solicitación sísmica “E” obtenida de
acuerdo con lo señalado en la sección 3.3 del presente capítulo.

Para estructuras de soporte que forman parte del diseño o verificación del cumplimiento
de los requisitos sísmicos del equipo: la solicitación sísmica “E” obtenida de acuerdo con
lo señalado para el equipo en el Anexo N°1.
El Diseñador deberá evaluar las particularidades de cada instalación y definir otras
solicitaciones y/o combinaciones de carga que puedan controlar el diseño.
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3.5.
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE DE EQUIPOS
3.5.1.
Alcance
La presente sección establece los requisitos que son aplicables al diseño de las estructuras de
soporte de equipos, o estructuras bajas, según definición de la sección 1.2 del Capítulo 1,
estructuras cuya función principal es ser soporte de los equipos flexibles de acuerdo con la
clasificación de la letra b) de la cláusula 2.2 tales como: Interruptores, Pararrayos,
Desconectadores, Transformadores de Potencial y de Corriente, Aisladores de Pedestal y en
general cualquier otro equipo que tenga un comportamiento sísmico similar.
Todas estas estructuras de soporte deberán diseñarse de acuerdo con los requisitos de la
presente sección, ya sea que su diseño forme parte o no del alcance del Fabricante o de quien
suministra el equipo al cual soportan.
Los requisitos para el diseño de estructuras cuya función principal no es ser soporte de equipos
se señalan en las secciones 3.10 y 3.11 según corresponda.
3.5.2.
Criterio general de diseño
El diseño de la estructura de soporte deberá ser consistente con el comportamiento sísmico
que el equipo al cual soporta demostró cumplir y que corresponde a los requisitos sísmicos
establecidos en el Capítulo 2 y en el Anexo N°1.
El diseño propiamente tal de la estructura de soporte deberá considerar todas las solicitaciones
sísmicas y no sísmicas a que estará sometida la estructura en su condición de servicio.
3.5.3.
Requisitos de rigidez global
a)
Estructuras de soporte que han sido incluidas en el proceso de diseño o verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo al cual soportan no requieren de
cumplir requisitos de rigidez adicionales a los requisitos señalados en el Anexo N°1.
b) Estructuras de soporte que no han sido incluidas en el proceso de diseño o verificación
del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo al cual soportan deberán cumplir
con los siguientes requisitos de rigidez:
i)
La estructura de soporte deberá tener una relación Masa Equipo / Masa Estructura
de Soporte ≥ 0,6
ii) La frecuencia equivalente de la estructura de soporte, calculada de acuerdo a lo
indicado en el numeral iii) siguiente, deberá ser mayor que 4 veces la frecuencia
fundamental del equipo (frecuencia fundamental del equipo calculada
considerado que está anclado a una base fija) con un mínimo de 15Hz y que no
necesita ser mayor a 30 Hz. Si no se conoce la frecuencia fundamental del equipo,
la frecuencia equivalente de la estructura deberá ser mayor o igual que 30Hz.
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iii) El cálculo de esta frecuencia equivalente de la estructura de soporte deberá
realizarse considerando todas las propiedades de la estructura (masa y rigidez
lateral) y agregando la masa del equipo que va a soportar como una masa
concentrada en el tope de la estructura. El cálculo deberá considerar que la
estructura de soporte está anclada a una base fija.
c)
Estructuras de soporte diseñadas de acuerdo con el Método de Análisis Dinámico
definido en la cláusula 3.3.2 y para las cuales los resultados del análisis referido al equipo
cumplen con los Criterios de Aceptación definidos en dicha cláusula, no necesitan
cumplir con los requisitos de rigidez señalado en la letra b) precedente.
Comentario C3.6:
Estructuras de soporte
a.
Estructuras de soporte de partes de equipos que se conectan directamente al equipo principal se
deberán considerar como parte del equipo, por lo que sus requisitos de diseño serán los señalado
en el Anexo N°1. Ejemplos son: la estructura de soporte del estanque conservador de aceite, las
estructuras de soporte de baterías de radiadores y otras similares.
b.
Para las estructuras de soporte que han sido incluidas en el proceso de diseño o verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo, como son las estructuras de soporte de
Interruptores, estructuras de soporte de los Equipos GIS y sus ductos GIL y las estructuras de soporte
de los Bancos de Condensadores, sus requisitos de rigidez son los señalados en la letra a) de la
cláusula 3.5.3 y deberán ser diseñadas como parte del equipo.
c.
La relación “Masa Equipo/Masa Estructura de Soporte” señalada en el numeral i) de la letra b) de
la cláusula 3.5.3 corresponde a un requisito adicional al requisito de frecuencia equivalente
ampliamente conocido y se basa en un análisis de sensibilidad del comportamiento sísmico del
sistema estructural equipo + estructura + fundación para equipos flexibles, realizado por el Grupo
de Trabajo de CIGRE que elaboró la presente Recomendación. De dicho análisis se desprende que,
para equipos muy livianos con respecto a la masa de la estructura de soporte, como puede ser por
ejemplo el caso de equipos poliméricos, el método estático equivalente puede subestimar los
esfuerzos de la acción sísmica sobre el equipo, razón por la cual se requiere de cumplir este requisito
adicional para utilizar el método estático equivalente.
3.5.4.
Requisitos de rigidez local
Complementario al cumplimiento de lo señalado en la cláusula 3.5.3, los elementos de la
estructura de soporte donde se apoya el equipo deberán ser lo suficientemente rígidos para
cumplir con el criterio general de diseño señalado en la cláusula 3.5.2.
Para tal efecto, tanto en el diseño de la sección local de la estructura donde se apoya
directamente el equipo como en su detallamiento en los planos, se deberán considerar todos
los elementos necesarios para garantizar que la rigidez de dicha zona no permite
desplazamientos o giros que puedan modificar el comportamiento sísmico del equipo.
El diseño de esta sección local de la estructura deberá realizarse para las solicitaciones sísmicas
y no sísmicas simultáneas con el sismo definidas para el Equipo en el Capítulo 2 y en el Anexo
N°1. La fuerza sísmica que se considere en el diseño de la sección local deberá ser sin reducir,
es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
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3.5.5.
Definición del sistema de fijación del equipo a la estructura de soporte
La definición del sistema de fijación del equipo a la estructura de soporte es responsabilidad
del Diseñador del Equipo.
El Diseñador del Equipo deberá definir cantidad, diámetro y calidad (definición de material) de
los pernos de fijación del equipo a la estructura de soporte, así como cualquier otro elemento
que sea necesario para el montaje del equipo a la estructura de soporte.
El Diseñador de la Estructura de soporte es responsable de diseñar una estructura que cumpla
con los requisitos de diseño señalados en esta sección 3.5 y que permita el correcto montaje
del equipo. En particular, su responsabilidad con respecto a los pernos de fijación del equipo a
la estructura se limita a definir el largo de agarre y largo total de los pernos.
3.5.6.
Diseño por resistencia de la estructura
El diseño por resistencia de la estructura de soporte podrá realizarse por el Método de Diseño
por Tensiones Admisibles o por un método basado en Estados Límites Últimos considerando
las solicitaciones y combinaciones de carga señaladas en la sección 3.4 y de acuerdo con la
normativa de diseño correspondiente a su materialidad y estructuración.
3.5.7.
Diseño del sistema de anclaje de la estructura de soporte a la fundación
El diseño del sistema de anclaje de la estructura de soporte a la fundación es responsabilidad
del Diseñador de la Estructura de soporte y deberá cumplir con lo señalado en la sección 3.6
Cuando la estructura de soporte corresponde a un equipo flexible, ha sido incluida en el
proceso de diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo según
lo dispuesto en el Anexo N°1 y en su diseño no se ha considerado el Nivel Basal definido en la
cláusula 3.2.4, entonces su sistema de anclaje (placa base, perno de anclaje y otros elementos
según corresponda al diseño particular de la estructura de soporte) deberá diseñarse con la
fuerza sísmica obtenida de acuerdo a los requisitos definidos en el Anexo N°1 y considerando
un Factor de Amplificación de Kh = 1,25 a la solicitación sísmica horizontal.
3.5.8.
Estructuras tipo parrón
De acuerdo con la definición de la cláusula 1.2.27 del Capítulo 1, la estructura tipo parrón no
es una estructura de soporte de equipo propiamente tal aun cuando sobre ella se instalen
equipos eléctricos. Adicionalmente, como su estructuración está definida por su configuración
eléctrica, en general no cumple con los requisitos de rigidez definidos en la letra b) de la
cláusula 3.5.3 ni con los definidos en la cláusula 3.5.4.
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Cuando la estructura tipo parrón no pueda demostrar que cumple con los definidos en la letra
b) de la cláusula 3.5.3 y con los definidos en la cláusula 3.5.4, los equipos que se instalen sobre
ella deberán ser considerados como equipos en altura de acuerdo a lo señalado en la sección
2.13 del Capítulo 2, por lo que se deberá considerar que la solicitación sísmica sobre ellos
corresponde a una aceleración amplificada debido a la altura donde se ubica el equipo.
Según sea la condición de montaje del equipo, disposición horizontal o disposición vertical,
además de la amplificación de la solicitación sísmica horizontal, se deberá considerar la
amplificación de la solicitación sísmica vertical.
Para el diseño de la estructura tipo parrón, aplican los mismos requisitos definidos en la
cláusula 3.10.4.
Para el cálculo de la fuerza sísmica debido al equipo sobre la estructura tipo parrón aplica lo
señalado en la cláusula A1.10.1 del Anexo N°1.
Comentario C3.7:
a.
3.5.9.
Equipos sobre estructuras tipo parrón
En general, sobre las estructuras tipo parrón se instalan equipos con nivel de tensión hasta 36 kV
tales como interruptor o reconectador, desconectadores, transformadores de medida, equipos
compactos de medida, pararrayos, barras rígidas o flexibles, aisladores, etc.
Estructuras especiales de soporte de equipos
Se entenderá por estructuras especiales de soporte de equipos a aquellas que han sido
incluidas en el proceso de diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos
del equipo de acuerdo con lo señalado en el Anexo N°1 y que por diversas razones requieren
de ser modificadas o reemplazadas posteriormente, pero que siguen siendo soporte del
mismo equipo.
Para este tipo de situaciones, en el diseño de esta nueva estructura de soporte se deberá
considerar que el cumplimiento de los requisitos de rigidez señalados en las cláusulas 3.5.3
y 3.5.4 corresponden a demostrar que ésta mantiene o mejora el comportamiento dinámico
del sistema “equipo + estructura de soporte original”.
Este análisis se deberá realizar para el sistema “equipo + estructura de soporte nueva” de
acuerdo con el Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 3.3.2, considerando que
la estructura de soporte está anclada sobre base rígida, es decir sin necesidad de incluir la
fundación en el modelo de análisis, y que los Criterios de Aceptación corresponden a los
valores de desplazamientos, esfuerzos, aceleraciones y otros registrados para el sistema
“equipo + estructura de soporte original” y que permitieron demostrar que el equipo
cumple con los requisitos sísmicos de la presente Recomendación.
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3.6.
DISEÑO DE SISTEMAS DE ANCLAJE A LA FUNDACIÓN
3.6.1.
General
Los sistemas de anclaje de las estructuras y equipos a sus fundaciones deberán cumplir los
siguientes requisitos generales:
a) Los sistemas de anclaje deberán estar conformados por pernos de anclaje, llaves de corte,
topes sísmicos u otros medios adecuados que garanticen el correcto traspaso de todas las
solicitaciones a la fundación. En particular, no se permiten diseños que consideren que el
corte o parte de él sea traspasado por roce.
b) El diseño de los sistemas de anclaje deberá realizarse de manera tal que su resistencia
deberá estar controlada por la capacidad de aquellos elementos que tienen un
comportamiento dúctil dentro de los elementos de anclaje señalados en la letra a)
precedente.
c) Los sistemas de anclaje que tengan un esfuerzo de corte sísmico total mayor a 50 kN
considerando Tensiones Admisibles ó 75 kN considerando Estados Límites Últimos,
deberán considerar en su diseño que los pernos de anclaje sólo resisten los esfuerzos de
tracción. En este caso, el sistema de anclaje deberá considerar el diseño de llaves de corte
o de topes sísmicos, los que deberán tomar el 100% del esfuerzo de corte basal.
d) Los sistemas de anclaje que tengan un esfuerzo de corte sísmico menor a la señalada en la
letra c) precedente y no tengan topes sísmicos, deberán diseñarse considerando la
interacción tracción-corte en los pernos de anclaje. En tal caso, el diseño deberá considerar
que sólo el 50% de los pernos de anclaje toman el esfuerzo de corte basal.
e) El diseño de los sistemas de anclaje deberá minimizar la necesidad de ejecutar soldaduras
en terreno. De ser necesarias, el diseño y la ejecución de las soldaduras deberá cumplir con
lo señalado en las letras a) y b) precedentes y con los requisitos para soldadura señalados
en el Capítulo correspondiente a Estructuras Metálicas de la norma NCh 2369.
f)
El 100% de las soldaduras ejecutadas en terreno deberán ser inspeccionadas mediante
métodos no destructivos; no se aceptarán inspecciones por muestreo.
Complementariamente, se deberán ejecutar en terreno todas las reparaciones necesarias
para restaurar el nivel de protección a la corrosión de las estructuras u otros elementos
que sean intervenidos.
g) El diseño del traspaso de los esfuerzos de tracción o de corte desde el sistema de anclaje a
la fundación se deberá realizar mediante pernos o mediante soldaduras, considerando que
estos elementos deberán resistir de forma independiente el total de la solicitación que se
traspasa.
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Comentario C3.8:
Requisitos generales
a.
La situación descrita en la letra c) de la cláusula 3.6.1 es aplicable normalmente a equipos anclados
directamente a la fundación tales como transformadores de poder, reactores y otros equipos
similares.
b.
Independiente de lo señalado en la letra d) de la cláusula 3.6.1, siempre será recomendable el diseño
de sistemas de anclaje donde el 100% del esfuerzo de corte sea tomada por llaves de corte o topes
sísmicos.
c.
Según sea el esfuerzo sobre los pernos de anclaje, el diseño podrá realizarse considerando sillas, las
cuales deberán diseñarse considerando las recomendaciones de la norma NCh 2369.
d.
Lo señalado en la letra g) de la cláusula 3.6.1 se refiere a que en caso de tener una combinación de
pernos y soldadura para traspasar a la fundación los esfuerzos de tracción (o los esfuerzos de corte),
el diseño de los pernos deberá considerar que traspasan el 100% de la tracción y el diseño de la
soldadura también deberá considerar que traspasa el 100% de la tracción. No se deberá considerar
en el diseño que una parte del esfuerzo lo traspasan los pernos y otra parte del esfuerzo lo traspasa
la soldadura.
3.6.2.
a)
Materiales
Todos los elementos que conforman los sistemas de anclaje deberán ser de materiales de
comportamiento dúctil, con soldabilidad garantizada y con resiliencia o tenacidad
garantizada mínima de 27 Joule a la temperatura que defina el Dueño, según sea la
ubicación de la Instalación, pero en ningún caso será mayor a 0°C.
b) La ductilidad deberá ser demostrada mediante ensayo de tracción que demuestre que el
material tiene una meseta pronunciada de ductilidad natural con un valor del límite de
fluencia inferior al 85% de la resistencia a la rotura y alargamiento de rotura mínimo de
20% en probeta de 50 mm. Para los pernos de anclaje bastará con cumplir con un
alargamiento de rotura mínimo de 14% siempre y cuando se mantenga el límite de fluencia
con respecto a la rotura señalado en la presente cláusula.
c)
La tenacidad o resiliencia deberá ser demostrada mediante ensayos de impacto sobre
probeta con entalle simplemente apoyada (ensayo Charpy) de acuerdo a la norma ASTM
E-23. Para el caso de pernos de anclaje, la demostración de la resiliencia mínima señalada
en la letra a) precedente corresponderá al promedio de a lo menos 3 pernos de una misma
colada y diámetro y ninguno de ellos con un valor menor a 22 Joule.
d) Los pernos de anclaje no requieren tener soldabilidad garantizada siempre y cuando el
detallamiento del sistema de anclaje considere que ningún elemento está soldado al perno
de anclaje.
e)
Los electrodos y fundentes de soldaduras al arco deberán cumplir con la especificación
AWS A5.1, A5.5, A5.17, A5.18, A5.20, A5.23 y A5.29, o sus equivalentes.
f)
Los electrodos de soldadura deberán satisfacer una tenacidad mínima de 27 Joules a -29°C
en el ensayo de Charpy según ASTM A6.
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g)
3.6.3.
a)
En general, todos los materiales deberán contar con protección contra la corrosión
adecuada para el lugar de ubicación de la instalación.
Fuerza sísmica para diseño
Los esfuerzos para el diseño de los sistemas de anclaje podrán considerar la fuerza sísmica
reducida por el Factor de Modificación de la Respuesta “R” que le corresponde de acuerdo
a lo señalado en la Tabla 1.3 del Capítulo 1.
b) Independiente de lo señalado en la letra a) precedente, cuando el sistema de anclaje del
equipo o estructura a la fundación tiene un único punto de apoyo responsable de
transmitir la totalidad de la fuerza en esa dirección, los valores de las fuerzas para el diseño
de los sistemas de anclaje deberán ser los que corresponden a la fuerza sísmica sin reducir,
es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
c)
3.6.4.
a)
El diseño de los sistemas de anclajes deberá considerar modos de falla dúctil. Cuando el
diseño de los sistemas de anclajes no pueda evitar modos de falla no dúctil, el diseño
deberá considerar un Factor de Mayoración adicional de 1,25 a la solicitación sísmica.
Pernos de anclaje en general
El diámetro mínimo de los pernos de anclaje será de 16 mm (5/8”) para los tipos de
estructuras y equipos definidos en la presente Recomendación.
Se podrá utilizar diámetro de 12 mm (1/2”) en pernos de anclaje de estructuras y
elementos secundarios tales como luminarias, cercos u otros.
3.6.5.
a)
Cajas de anclaje
Las cajas de anclaje son elementos estructurales de acero embebidos y adecuadamente
anclados en la fundación que permiten montar equipos o estructuras utilizando pernos de
fijación que son reemplazables.
b) El diseño de las cajas de anclaje deberá realizarse considerando que deberán transmitir el
100% de las cargas verticales del equipo o estructura hacia la fundación.
c)
El diseño de las cajas de anclaje deberá ser lo suficientemente resistente para transmitir
los esfuerzos verticales a la fundación sin deformación permanente.
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3.6.6.
a)
Llaves de corte
Las llaves de corte son elementos estructurales de acero que permiten transmitir
directamente los esfuerzos de corte desde una columna o tope sísmico hacia la fundación
y corresponden a elementos de acero embebidos en el hormigón y soldados bajo la placa
base de la columna de la estructura o soldados bajo la placa base del tope sísmico.
b) El diseño de las llaves de corte se deberá realizar considerando que el 100% del corte es
transferido por ellas a la fundación mediante el aplastamiento de la llave de corte contra
el hormigón en la dirección considerada del sismo.
c)
3.6.7.
a)
La ubicación de las llaves de corte deberá ser consistente con la ubicación de los elementos
diseñados para el traspaso de las cargas de corte en el equipo o estructura de soporte que
se está anclando a la fundación.
Topes sísmicos
Los topes sísmicos corresponden a elementos estructurales de acero colocados sobre la
fundación que permiten restringir el desplazamiento lateral del equipo o estructura.
b) El diseño de los topes sísmicos se deberá realizar considerando que el 100% del corte es
transferido por ellos a la fundación en la dirección considerada del sismo.
c)
La ubicación de los topes sísmicos deberá ser consistente con la ubicación de los
elementos diseñados para el traspaso de las cargas de corte en el equipo o estructura de
soporte que se está anclando a la fundación.
d) El diseño de los topes sísmicos deberá tener en cuenta las dimensiones de altura y
longitud, así como la rigidez necesaria para garantizar que el equipo o estructura no tendrá
desplazamientos laterales.
e)
Los topes sísmicos deberán ser instalados en terreno después de montado el equipo o
estructura en la fundación de manera tal de garantizar que el tope funcione como tal y
tomando en cuenta los efectos de dilatación térmica sobre el equipo o estructura cuando
corresponda.
f)
Los topes sísmicos deberán ser anclados a la fundación mediante la soldadura de la placa
base del tope sísmico a la placa superior de la llave de corte embebida en el hormigón.
g)
El anclaje de los topes sísmicos mediante pernos estará restringido a situaciones
especiales debidamente justificadas y aprobadas previamente por el Dueño. En este caso,
el diseño deberá realizarse con la fuerza sísmica sin reducir, es decir considerando un
Factor de Modificación de la Respuesta de R=1, y con el Factor de Mayoración adicional
señalado en la letra c) de la cláusula 3.6.3.
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3.6.8.
Pernos de anclaje post instalados
Los pernos de anclaje post instalados podrán ser del tipo químico o mecánico y deberán
diseñarse de acuerdo a los siguientes requisitos:
a)
El tipo de perno de anclaje post instalado que se defina deberá estar certificado para las
condiciones sísmicas a las que estará sometido.
b) Los pernos de anclaje post instalados deberán garantizar el buen comportamiento
mecánico y dinámico de acuerdo a las exigencias de temperatura definidas para el
proyecto, en particular si se utilizan en zonas de bajas temperaturas o en zonas con riesgo
de incendio.
c)
Los vástagos de los pernos de anclaje deberán cumplir con los mismos requisitos definidos
en las cláusulas 3.6.2 y 3.6.4.
d) Lo señalado en la letra a) precedente en ningún caso permitirá la utilización de un Factor
de Modificación de la Respuesta “R” mayor al señalado en la Tabla 1.3 del Capítulo 1.
e)
El cálculo de la resistencia de diseño del perno de anclaje post instalado deberá realizarse
considerando que el hormigón está fisurado.
f)
El procedimiento de instalación del perno de anclaje post instalado deberá ser el adecuado
para hormigón fisurado, para el tipo de anclaje diseñado y deberá ser ejecutado en terreno
por un profesional calificado y de acuerdo a las instrucciones del proveedor del sistema de
anclaje.
3.6.9.
a)
Diseño de los sistemas de anclaje
El diseño de los sistemas de anclaje podrá realizarse por el Método de Diseño por
Tensiones Admisibles o por un método basado en Estados Límites Últimos, considerando
las solicitaciones, combinaciones de carga y los factores de mayoración señalados en la
sección 3.4 del presente Capítulo y de acuerdo con la normativa de diseño
correspondiente a su materialidad y estructuración.
b) El diseño de los pernos de anclaje deberá realizarse por Estados Límites Últimos de
acuerdo con lo señalado en la norma ACI 318 y los factores de mayoración señalados en la
sección 1.4 del Capítulo 1.
c)
Los planos de construcción de fundaciones deberán incluir todas las Notas necesarias
correspondientes a los sistemas de anclaje, tales como
-
Materiales.
-
Torque que se deberá dar a los pernos.
-
Requisitos especiales para soldadura en terreno.
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3.6.10.
-
Exigencias de instalación del Proveedor para el caso pernos de anclaje post
instalados.
-
Otras.
Información requerida por parte del Proveedor del Equipo para el diseño de los sistemas
de anclaje
Cuando el equipo se ancla directamente a la fundación, previo al diseño de las fundaciones y
los sistemas de anclaje, el Proveedor del Equipo deberá entregar un Plano de Disposición con
a lo menos la siguiente información:
3.6.11.

Ubicación y dimensiones del sistema de anclaje del equipo.

Ubicación y dimensiones de los sistemas que traspasan el corte cuando corresponda.

Las reacciones del equipo sobre sus puntos de apoyo para las distintas solicitaciones
que actúan sobre el equipo de acuerdo con lo señalado en la sección 1.4 del Capítulo 1
y en la sección 2.9 del Capítulo 2.
Sistemas de anclaje de equipos a la fundación sin pernos de anclaje
Cuando el equipo se ancla directamente a la fundación y el sistema de anclaje se realice
utilizando algún medio o dispositivo que no considere pernos de anclaje para el traspaso de las
solicitaciones de tracción (o traspaso de la solicitación combinada de tracción-corte según lo
señalado en la letra d) de la cláusula 3.6.1), el Diseñador del Equipo deberá someter a
aprobación del Revisor Sísmico todos los documentos necesarios que demuestren que el
sistema de anclaje propuesto cumple con la filosofía de diseño señalada en la cláusula 3.1.2 y
los siguientes requisitos mínimos:
-
El diseño se ha realizado con las fuerzas sísmicas sin reducir, es decir, considerando un
Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
-
El diseño incluye todos los elementos necesarios que deberán quedar embebidos en
la fundación para el posterior anclaje del equipo tales como placas y sus anclajes, llaves
de corte, otros.
-
Indicación explícita de si los elementos que deberán quedar embebidos en la fundación
serán suministrados o no por el Proveedor del Equipo.
Los documentos que respaldan el sistema propuesto deberán ser a lo menos los siguientes:
-
Memoria de cálculo que incluya los criterios de diseño utilizados y los cálculos
realizados.
-
Plano de disposición de anclajes y de todos los elementos que deberán quedar
embebidos en la fundación indicando claramente: posición, materiales, dimensiones y
responsabilidad del suministro.
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-
Procedimiento en terreno para el anclaje del equipo.
Es responsabilidad del Proveedor del Equipo el montaje del equipo y sus sistemas de anclajes.
La responsabilidad del Diseñador de la fundación respecto del sistema de anclaje se limita
solamente a incluir como parte de los planos de la fundación, el plano de Disposición de
Anclajes suministrado por el Proveedor del Equipo.
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3.7.
DISEÑO DE FUNDACIONES
3.7.1.
Alcance
La presente sección establece los requisitos para el diseño de fundaciones para cualquier tipo
de equipo, estructura y obras civiles de las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión tales como:
3.7.2.
a)

Equipos de acuerdo con el alcance del Capítulo 2.

Estructuras de soporte de equipos.

Estructuras altas de subestaciones.

Estructuras de soporte de líneas de transmisión.

Estructuras de soporte de antenas.

Obras Civiles de subestaciones según sección 3.11 del presente capítulo.
Requisitos Generales
Las fundaciones podrán ser: dados y zapatas aisladas, dados y zapatas corridas, losas de
fundación, pilas, pilotes, micropilotes, ancladas en roca, parrillas metálicas, otros.
b) El diseño de las fundaciones deberá realizarse de acuerdo con los parámetros de diseño y
recomendaciones señalados en el Informe de Mecánica de Suelos correspondiente al
proyecto según lo definido en la sección 3.12.
c)
El diseño de las fundaciones deberá realizarse de acuerdo con las reacciones que se
obtengan del diseño de los respectivos equipos, estructuras u obras civiles a las cuales
soportan, considerando las siguientes solicitaciones y sus combinaciones, según
corresponda:
-
Compresión, Corte, Volcamiento Uniaxial, Volcamiento biaxial.
-
Tracción, Corte, Volcamiento Uniaxial, Volcamiento biaxial.
d) Fundaciones en cuyo diseño se considera que el suelo alrededor colabora en la estabilidad
de ésta (cono de arranque, colaboración lateral, etc.) deberán construirse respetando las
consideraciones utilizadas en el diseño para asegurar que se desarrolla dicha colaboración
del suelo. En los planos de construcción de estas fundaciones se deberán indicar las
especificaciones técnicas necesarias para ejecutar las excavaciones, el hormigonado y los
rellenos correspondientes.
e) El diseño de las fundaciones deberá considerar los desplazamientos totales,
desplazamientos relativos, giros y/o asentamientos máximos que permiten la estructura y/o
el equipo para su normal funcionamiento u operación. Para el caso sísmico, estos
desplazamientos, giros y/o asentamientos corresponden a los calculados considerando la
fuerza sísmica sin reducir, es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta
de R=1.
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3.7.3.
Requisitos de Resistencia y Estabilidad
3.7.3.1. Resistencia a la compresión
La tensión de compresión máxima en el suelo no deberá sobrepasar la tensión admisible, tanto
para solicitaciones normales como para solicitaciones eventuales.
Deberá verificarse este cumplimiento tanto para las tensiones verticales como para las
horizontales según corresponda al tipo de fundación que se diseñe.
3.7.3.2. Resistencia a la tracción
La fuerza resistente al arrancamiento deberá ser mayor o igual a 1,1 veces la solicitación de
arrancamiento obtenida con las cargas amplificadas por los factores de mayoración (o
factores de sobrecarga) correspondientes.
3.7.3.3. Estabilidad al volcamiento
a)
Fundaciones tipo zapatas y fundaciones tipo monobloques diseñadas sin colaboración
lateral del suelo deberán cumplir que el área de apoyo comprimida de la fundación sea
de:
-
100% para combinaciones de carga que consideran solicitaciones normales.
-
80% mínimo para combinaciones de carga que incluyen solicitaciones
eventuales.
b) Fundaciones diseñadas con colaboración lateral del suelo (diseño conocido como Método
de Sulzberger) deberán cumplir que el ángulo de giro de la fundación “”, sea tal que tg()
< 0,01 salvo que el Informe de Mecánica de Suelos señale un valor más restrictivo.
El diseño de fundaciones con colaboración lateral de suelo sólo podrá realizarse cuando la
fundación sea del tipo monobloque hormigonada contra terreno y el Informe de Mecánica
de Suelos señale explícitamente los parámetros de diseño que deberán considerarse.
c)
Para otro tipo de fundaciones, el Informe de Mecánica de Suelos deberá definir los
requisitos de estabilidad al volcamiento según el tipo de fundación a diseñar, requisitos de
estabilidad que deberán ser equivalentemente mayores o iguales a los señalados en las
letras a) y b) precedentes.
3.7.3.4. Estabilidad al deslizamiento
a)
Para fundaciones tipo zapatas la resistencia total al deslizamiento, minorada por los
Factores de Seguridad (FS) que se señalan a continuación, deberá ser mayor o igual a la
solicitación deslizante de diseño.
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Fuerza Resistente
FS Caso Normal
FS Caso Eventual
Fricción o Roce
1,5
1,3
Cohesión
4,0
3,0
Empuje Pasivo
4,0
3,0
Tabla 3.2: Factores de Seguridad para Resistencia al Deslizamiento
El Informe de Mecánica de Suelos del proyecto deberá señalar los parámetros geotécnicos
y las condiciones necesarias para considerar la real colaboración de las fuerzas resistentes
indicadas.
b) Fundaciones diseñadas considerando colaboración lateral del suelo según definición de la
letra b) de la cláusula 3.7.3.3 no requieren de verificar deslizamiento.
c)
Para otro tipo de fundaciones, el Informe de Mecánica de Suelos deberá definir los
requisitos de estabilidad al deslizamiento según el tipo de fundación a diseñar, requisitos
de estabilidad que deberán ser equivalentemente mayores o iguales a los señalados en la
letra a) precedente.
3.7.3.5. Otros requisitos de resistencia y/o estabilidad
Según sea el tipo de fundación a diseñar, deberán cumplir adicionalmente otros requisitos
de resistencia y/o estabilidad, requisitos que deberán estar definidos en el Informe de
Mecánica de Suelos.
3.7.4.
Requisitos de Operatividad
El diseño de las fundaciones deberá considerar los requisitos de operatividad propios de la
estructura y/o equipo que se está fundando.
El cumplimiento de estos requisitos de operatividad podrá eventualmente imponer
restricciones mayores para la estabilidad al volcamiento y/o deslizamiento señalados en la
cláusula 3.7.3 para cumplir con los máximos desplazamientos totales, desplazamientos
relativos, giros y/o asentamientos que permiten la estructura y/o el equipo para su normal
funcionamiento u operación.
3.7.5.
Diseño de fundaciones tipo dado o zapatas
El diseño de las fundaciones tipo dado o zapata deberá cumplir con los requisitos de resistencia
y estabilidad definidos en la cláusula 3.7.3, cumplimiento que deberá ser para el Método de
Diseño por Tensiones Admisibles.
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En caso de diseñar fundaciones conectadas por vigas de amarre, el diseño deberá considerar
el sistema completo.
En caso de diseñar una losa de fundación común para distintos equipos eléctricos, se deberán
considerar las cargas provenientes todos los equipos instalados sobre ella en las direcciones y
sentidos que sean más desfavorables.
3.7.6.
Diseño de fundaciones con micropilotes
Los requisitos de diseño que se señalan a continuación corresponden a los requisitos mínimos
a tomar en cuenta en el diseño de fundaciones con micropilotes. El Diseñador de las
fundaciones deberá evaluar la necesidad de incorporar otros requisitos de diseño según las
particularidades del proyecto.
3.7.6.1. Requisitos de diseño generales
Las fundaciones con micropilotes estarán conformadas por un cabezal o losa de hormigón
armado y un mínimo de 3 micropilotes, normalmente inclinados, de manera tal que cada
micropilote esté siempre solicitado solamente por carga axial.
El diseño de la fundación deberá realizarse considerando cargas admisibles o últimas, según
sea la norma que se considere en el diseño, y los parámetros de diseño definidos en el Informe
de Mecánica de Suelos del proyecto.
Independiente de lo anterior, las fundaciones deberán diseñarse para resistir a lo menos 1,1
veces las solicitaciones obtenidas con las cargas amplificadas por los factores de mayoración
(o factores de sobrecarga) correspondientes.
3.7.6.2. Determinación de esfuerzos en cada micropilote
Se deberá realizar el análisis estructural de la fundación con micropilotes que permita
determinar los esfuerzos axiales que solicitarán a cada uno de ellos.
La disposición de micropilotes que se defina, así como el modelo de análisis que se considere,
deberá garantizar que los esfuerzos secundarios de corte y momento sobre los micropilotes
sean mínimos.
Comentario C3.9:
a.
Modelo de Análisis Micropilotes
Los procesos matemáticos de los softwares computacionales no permiten que los esfuerzos de corte
y momento sean nulos, por esta razón es que se señalan como “secundarios” y se pide que sean
mínimos. El Diseñador deberá evaluar qué es lo que significa “mínimos” en cada caso.
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3.7.6.3. Verificación de los desplazamientos en la fundación
Se deberá verificar que los desplazamientos de la fundación, es decir, del conjunto cabezal +
micropilotes, cumplen con los valores de desplazamientos admisibles para la operatividad de la
estructura y/o equipo según lo señalado en la cláusula 3.7.4 correspondiente a los Requisitos
de Operatividad.
3.7.6.4. Diseño del micropilote
Para el diseño del micropilote se deberán considerar las siguientes verificaciones:
i)
Verificación de la Resistencia Interna
Se deberá verificar que la resistencia del elemento de acero del micropilote resiste las
solicitaciones de diseño.
ii) Verificación de la Resistencia Externa
Se deberá verificar que la resistencia por fuste del micropilote inyectado resiste las
solicitaciones de diseño.
iii) Verificación al Pandeo
Se deberá verificar la resistencia al Pandeo del micropilote inyectado sometido a
compresión en un suelo cohesivo de consistencia blanda.
iv) Verificación de Deformación Axial Total
Se deberá verificar que la deformación axial total del micropilote es menor que los valores
admisibles señalados en la norma de diseño elegida.
3.7.6.5. Pruebas de Carga para fundaciones con micropilotes
El Ingeniero Geotécnico responsable del Informe de Mecánica de Suelos del proyecto, definido
en la sección 3.12, deberá definir, en conjunto con el Diseñador de la fundación, la eventual
necesidad de realizar pruebas de carga que validen o modifiquen los parámetros de diseño
definidos en el Informe de Mecánica de Suelos según sea el tipo de suelo encontrado en la
exploración.
Las pruebas que podrían ser necesarias realizar son las siguientes:
-
Ensayos de Tracción o Arrancamiento de los diferentes tipos de micropilotes a utilizar
en el proyecto y en los distintos tipos de suelo donde se coloquen, que entreguen la
relación Carga versus Deformación. El ensayo deberá realizarse hasta una carga
correspondiente a 1,1 veces la tensión de fluencia de la barra de acero que conforma
el micropilote.
-
Ensayos de Carga Lateral de una fundación con micropilotes para determinar sus
desplazamientos.
-
Ensayos de Compresión.
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3.7.7.
Diseño de fundaciones tipo pilas
Los requisitos de diseño que se señalan a continuación corresponden a los requisitos mínimos
a tomar en cuenta en el diseño de fundaciones tipo pilas. El Diseñador de las fundaciones
deberá evaluar la necesidad de incorporar otros requisitos de diseño según las particularidades
del proyecto.
3.7.7.1. Requisitos de diseño generales
Las fundaciones tipo pilas deberán ser de hormigón armado.
Su diseño deberá realizarse considerando cargas admisibles o últimas, según sea la norma que
se considere en el diseño, y los parámetros de diseño definidos en el Informe de Mecánica de
Suelos del proyecto.
Independiente de lo anterior, las fundaciones deberán diseñarse para resistir a lo menos 1,1
veces las solicitaciones obtenidas del análisis amplificadas por los factores de mayoración (o
factores de sobrecarga) correspondientes.
3.7.7.2. Factor de Rigidez para pila
Para el diseño de la pila es necesario determinar si su comportamiento es Rígido o Flexible.
Para esto, se deberá determinar un factor de rigidez que depende de la interacción de las
rigideces de la fundación y del suelo.
i)
Factor de Rigidez en suelos tipo Arcilla Pre-Consolidadas (Arcillas OC)
En el caso de arcillas pre-consolidadas se define un factor de rigidez “Rpila” que se calcula
como sigue:
𝑅
=
𝐸·𝐼
𝑘·𝐵
En que:
E
= Módulo de elasticidad de la pila (kg/cm²).
I
= Inercia de la Sección (cm4).
k
= Coeficiente de balasto horizontal (kg/cm³).
Este coeficiente se puede obtener a partir de ensayos de placa de carga
o de relaciones obtenidas a partir de las propiedades elásticas del suelo
y de la geometría de la pila.
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B
ii)
= Diámetro de la pila (cm).
Factor de Rigidez en suelos tipo Arcilla Normalmente Consolidadas (Arcillas NC), Limos y
Suelos Granulares
En el caso de arcillas normalmente consolidadas, limos y de suelos granulares se define un
factor de rigidez “Tpila” que se calcula como sigue:
𝑇
=
𝐸·𝐼
𝑛
En que:
E
= Módulo de elasticidad de la pila (kg/cm²).
I
= Inercia de la Sección (cm4).
nh
= Coeficiente de variación del balasto horizontal (kg/cm³).
Este coeficiente se pude obtener a partir de ensayos de placa de carga,
de relaciones obtenidas a partir de las propiedades elásticas del suelo
y de la geometría de la pila, o de relaciones empíricas definidas a partir
de la compacidad o consistencia del suelo.
B
= Diámetro de la pila (cm).
iii) Evaluación de la rigidez
Una vez calculado el factor de rigidez “Rpila” o “Tpila”, el requisito de comportamiento como
bloque rígido o pila flexible se relaciona con la longitud de enterramiento L (cm) como
sigue:
Tipo de Pila
Suelos granulares, Limos
y Arcillas NC
Arcillas OC
Rígida
L ≤ 2·Tpila
L ≤ 2·Rpila
Flexible
L ≥ 4·Tpila
L ≥ 3,5·Rpila
Tabla 3.3: Rigidez de las Pilas
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3.7.7.3. Diseño de fundaciones controladas por carga axial
i)
ii)
Verificación al Arrancamiento
La verificación al arrancamiento deberá realizarse considerando los siguientes métodos
(ambos):
-
Verificación al Arrancamiento considerando la adherencia de la interfaz suelofundación.
-
Verificación al Arrancamiento de acuerdo con “The Use of Soil Mechanics
Methods for Adapting Tower Foundations to Soil Conditions”, Technical Report
CIGRE 22-06, 1968.
Verificación a la Compresión
La verificación a la compresión deberá realizarse por alguno de los siguientes métodos:
-
Verificación de la Capacidad Última a la Compresión.
-
Verificación de Tensiones Admisibles a la Compresión.
3.7.7.4. Diseño de fundaciones controladas por Carga Lateral y/o Momento Basal
La verificación a la estabilidad y tensiones admisibles se deberá realizar mediante un modelo
de elementos finitos que incluyan la representación del suelo o utilizando alguno de los
siguientes métodos:
a)
Para pilas rígidas
-
Colaboración Lateral del Suelo de acuerdo con el Método Suizo establecido por la
Comisión para la Revisión de las prescripciones federales suizas, 1964, conocido como
Método de Sulzberger.
-
Resistencia Lateral Última según alguno de los métodos señalados en la cláusula
A2.2.3 del Anexo N°2.
b) Para pilas flexibles
-
Resistencia Lateral Última según alguno de los métodos señalados en la cláusula
A2.2.3 el Anexo N°2.
3.7.7.5. Verificación de los desplazamientos en la fundación
Se deberá verificar que los desplazamientos en la cabeza de la pila cumplen con los valores de
desplazamientos admisibles para la operatividad de la estructura y/o equipo según lo señalado
en la cláusula 3.7.4 correspondiente a los Requisitos de Operatividad.
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3.7.7.6. Pruebas de Carga para fundaciones tipo pilas
El Ingeniero Geotécnico responsable del Informe de Mecánica de Suelos del proyecto, definido
en la sección 3.12, deberá definir, en conjunto con el Diseñador de la fundación, la eventual
necesidad de realizar pruebas de carga que validen o modifiquen los parámetros de diseño
definidos en el Informe de Mecánica de Suelos según sea el tipo de suelo encontrado en la
exploración.
Las pruebas que podrían ser necesarias realizar son las siguientes:
-
Ensayos de Tracción para determinar la adherencia entre la interfaz suelo-fundación.
-
Ensayo de Carga Lateral para determinar la Resistencia Lateral de la Pila y evaluar su
desplazamiento.
-
Ensayo de Compresión.
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3.8.
DISEÑO DE FUNDACIONES PARA EQUIPOS GIS Y EQUIPOS DE COMPENSACION SERIE
3.8.1.
Alcance
En la presente sección se señalan los requisitos particulares de diseño de fundaciones para
Equipos GIS y para Equipos de Compensación Serie, pero son aplicables a otros equipos cuyo
comportamiento sísmico es similar al de los equipos mencionados, tales como los siguientes
equipos señalados en el Anexo N°1:
3.8.2.

Similares a Equipos GIS: Subestaciones compactas aisladas en gas SF6, también
conocidos como equipos híbridos.

Similares a Equipos de Compensación Serie: Banco de condensadores en derivación o
Bancos Shunt.
Fundaciones para Equipos GIS
3.8.2.1. General
Las subestaciones o equipos GIS son sensibles a los desplazamientos relativos entre sus
distintos componentes, por lo que el diseño del equipo y el diseño de su fundación están
relacionados entre sí y con el suelo donde se funda.
Debido a lo anterior, el diseño ideal es a través de una forma de modelación y análisis conjunto,
preferentemente un análisis dinámico por superposición modal espectral, que permita entre
otros:
-
Considerar la interacción Equipo – Fundación – Suelo en forma explícita.
-
Incluir las restricciones y posibilidades de desplazamientos entre los distintos
componentes del Equipo.
-
Representar adecuadamente las distribuciones de masa (fuerzas de inercia) y rigidez de
las diferentes partes del sistema (fundación, estructuras de soporte y equipo).
-
Diseñar todos los componentes del Equipo GIS.
-
Diseñar su fundación.
Este diseño deberá hacerse de acuerdo con los requisitos señalados en el Anexo N°1 y su
responsabilidad es del Diseñador del Equipo GIS.
Cuando el diseño de la fundación no sea realizado en conjunto con el equipo, igualmente
deberá ser realizado de manera coordinada con el diseño del equipo de acuerdo con lo
señalado en la cláusula 3.8.2.2.
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3.8.2.2. Metodología para diseño independiente entre Equipo GIS y Fundación
Cuando para el diseño de la fundación no esté disponible en un modelo integrado que incluya
las características de masa y rigidez de todos los componentes del sistema (equipo, estructuras
de soporte, fundación y suelo), entonces el diseño del Equipo y el diseño de la fundación
deberá realizarse mediante un proceso coordinado e interactivo entre las partes como sigue:
a)
El diseño del Equipo deberá realizarse de acuerdo con los requisitos señalados en el Anexo
N°1.
b) El Diseñador del Equipo deberá entregar las reacciones, para cada Estado de Carga de
diseño del Equipo, en cada uno de los apoyos de las diferentes estructuras de soporte
sobre la fundación.
c)
El Diseñador del Equipo deberá entregar los desplazamientos horizontales y verticales
máximos relativos que permite el equipo en los mismos puntos de apoyo para los que
entrega las reacciones.
d) El análisis y diseño de la fundación se realizará de acuerdo con lo señalado en la cláusula
3.8.2.3, considerando las reacciones del equipo sobre ella y todas las solicitaciones
sísmicas y no sísmicas simultáneas con el sismo debido a las características propias de su
lugar de instalación.
e)
El Diseñador del Equipo deberá considerar el diseño de elementos capaces de absorber
los desplazamientos requeridos por el diseño civil, adicionales a los necesarios a la
operatividad propia del equipo, u otro tipo de modificaciones en el equipo según él lo
defina, cuando en el diseño de la fundación se presente la situación señalada en la letra h)
de la cláusula 3.8.2.3.
Es responsabilidad del Dueño la correcta y oportuna coordinación entre el Diseñador de la
fundación y el Diseñador del Equipo con el fin de obtener un diseño conjunto que permita el
correcto comportamiento del equipo durante y después del sismo, en particular en relación a
la dificultad que pueda tener el cumplimiento de los desplazamientos máximos admisibles por
el Equipo según sean las condiciones propias del proyecto en el lugar de ubicación de la
fundación del Equipo GIS.
3.8.2.3. Diseño de la fundación del Equipo GIS
a)
El diseño de la fundación deberá realizarse mediante un análisis por fuerzas estáticas
equivalentes.
b) El diseño de la fundación del Equipo GIS deberá realizarse de acuerdo con las reacciones
obtenidas del modelo utilizado en el diseño del Equipo GIS, las limitaciones de
desplazamientos sobre el Equipo que señale el Fabricante, las solicitaciones sísmicas y no
sísmicas simultáneas con el sismo para la fundación, los parámetros de suelo definidos en
el Informe de Mecánica de Suelos del proyecto y deberá cumplir con los requisitos de
resistencia y estabilidad definidos en la sección 3.7.
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c)
El diseño de la fundación deberá incluir en el análisis de tensiones, deformaciones y
desplazamientos, la flexibilidad propia del suelo de fundación considerando valores
adecuados del coeficiente de balasto para cargas permanentes y para cargas dinámicas de
corta duración, según lo especificado en el Informe de Mecánica de Suelos del proyecto.
d) El diseño de la fundación deberá tomar en cuenta el efecto de la propagación de las ondas
sísmicas superficiales, efecto que pasa a ser relevante según sea la dimensión de la
fundación y las características del suelo.
Considerando el sismo de diseño definido en la presente Recomendación, las
características típicas de diferentes tipos de suelo y los desplazamientos máximos
esperados del suelo según el tipo de suelo, se puede estimar una deformación por unidad
de longitud de fundación (distorsión de corte en planta o desplazamiento vertical relativo)
de entre 1.2 y 1.6 mm/m, valor que aumenta en la medida que el suelo es más blando.
Los desplazamientos admisibles en las juntas se deberán analizar considerando este efecto
adicional.
e)
El diseño de la fundación deberá ser preferentemente una única estructura monolítica
para todos los diferentes componentes del Equipo GIS con el fin de minimizar los posibles
desplazamientos relativos entre los diferentes puntos de apoyo del equipo.
f)
Cuando la condición de monolitismo de la fundación no pueda cumplirse (como por
ejemplo juntas de dilatación), se deberá incluir explícitamente esta situación como uno o
más Estados de Carga Adicionales asociados a los posibles desplazamientos relativos de
las fundaciones individuales incluyendo el efecto sísmico.
g)
El diseño propiamente tal de la fundación se deberá realizar como sigue:

Para el diseño por resistencia de la fundación se considera aceptable utilizar las
reacciones del modelo de análisis del Equipo considerando un Factor de
Modificación de la Respuesta de R=3 a la fuerza sísmica horizontal.

La verificación del cumplimiento de que los desplazamientos máximos satisfacen
los requisitos del Diseñador del Equipo en todas las posiciones que corresponden
a elementos sensibles a deformaciones (compensadores, juntas de expansión,
conexiones, etc.), de acuerdo con la información entregada por él según lo
solicitado en la cláusula 3.8.2.2, deberá realizarse para la fuerza sísmica sin reducir,
es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
h) Cuando a partir de cambios en el diseño de la fundación no sea factible cumplir con los
desplazamientos máximos definidos por el Diseñador del Equipo, se deberá coordinar con
dicho Diseñador los eventuales cambios que deberá tener el equipo de modo de poder
realizar un diseño conjunto equipo y fundación que permita el correcto comportamiento
del equipo durante las solicitaciones sísmicas. La responsabilidad de la correcta y oportuna
coordinación entre el Diseñador de la fundación y el Diseñador del Equipo es
responsabilidad del Dueño.
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Comentario C3.10: Efecto de la propagación de las ondas sísmicas superficiales
a.
Los valores señalados en la letra d) de la cláusula 3.8.2.3 se han obtenido considerando las
siguientes condiciones:
Considerando que  = Cs*T en que  es la longitud de onda, Cs su velocidad de propagación y T el
período de la onda (2/) y valores característicos de estos parámetros, se obtienen los siguientes
valores para la deformación por unidad de longitud (deformación de corte,  = D/L):
Suelo
b.
Cs (m/s)
T (s)
 (m)
d (cm)
D/L
A
900
0,1
90
2,68
0,0012
B
600
0,2
120
3,80
0,0013
C
400
0,4
160
5,88
0,0015
D
200
0,6
120
4,78
0,0016
La clasificación de suelos señalada en el comentario de la letra a) precedente corresponde a la
clasificación sísmica nacional de suelos después del terremoto del 2010.
3.8.2.4. Diseño de los sistemas de anclajes
El diseño de los sistemas de anclajes del Equipo GIS a la fundación es responsabilidad del
Diseñador del Equipo y deberá realizarse de acuerdo con los requisitos señalados en el Anexo
N°1, en la sección 3.6 y los siguientes requisitos:
a) Las fuerzas sísmicas de diseño serán las provenientes del modelo señalado en los párrafos
precedentes considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
b) El diseño de los pernos de anclaje propiamente tal deberá realizarse por Estados Límites
Últimos de acuerdo con lo señalado en la norma ACI 318 y los factores de mayoración
señalados en la sección 1.4 del Capítulo 1.
c) El diseño de los sistemas de anclajes deberá considerar modos de falla dúctil. Cuando el
diseño de los sistemas de anclajes no pueda evitar modos de falla no dúctil, el diseño
deberá considerar un Factor de Mayoración adicional de 1,25 a la solicitación sísmica.
d) En atención a las características particulares de este tipo de equipos, en el diseño de los
sistemas de anclajes no será necesario cumplir con el requisito señalado en la letra c) de la
cláusula 3.6.1. En tal caso el diseño de los pernos de anclaje deberá realizarse de acuerdo
con lo siguiente:
i)
Se deberá considerar la interacción tracción-corte.
ii) Se deberá considerar que solo el 50% de los pernos de anclaje de cada apoyo
toman el esfuerzo de corte.
iii) Cuando el esfuerzo de corte de un apoyo sea mayor al valor máximo señalado en
la letra c) de la cláusula 3.6.1, en el diseño de ese apoyo se deberá considerar el
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esfuerzo de corte amplificado por el Factor de Mayoración adicional de 1,25
señalado en la letra c) precedente.
El Diseñador del Equipo deberá definir cantidad, diámetro y calidad (definición de material) de
los pernos de anclaje del equipo a la fundación, así como cualquier otro elemento que sea
necesario para el montaje del equipo.
3.8.3.
Fundaciones para Equipos de Compensación Serie
3.8.3.1. General
El equipo Compensación Serie, en adelante El Equipo, está conformado por varios equipos
sobre una plataforma en altura, la estructura que soporta la plataforma (estructura que cumple
la doble función de ser soporte estructural y de aislación eléctrica) y el sistema de anclaje a la
fundación.
El diseño del Equipo se deberá realizar mediante un modelo integrado de todos los elementos
señalados en el párrafo anterior y de acuerdo con los requisitos definidos en el Anexo N°1.
Desplazamientos relativos de las fundaciones de las columnas que soportan la plataforma
pueden ser relevantes en el diseño del Equipo Compensación Serie, por lo que es necesario
que ambos diseños se realicen de manera coordinada.
Cuando el diseño del Equipo no se realice mediante un modelo que integre el diseño de la
fundación, se requiere necesariamente de la correcta y oportuna coordinación entre el
Diseñador el Equipo y el Diseñador de la Fundación con el fin de obtener un diseño conjunto
que permita el correcto comportamiento del equipo durante y después del sismo. Esta correcta
y oportuna coordinación es responsabilidad del Dueño.
3.8.3.2. Diseño de la fundación del Equipo Compensación Serie
El diseño de la fundación del Equipo Compensación Serie deberá realizarse de acuerdo con las
reacciones obtenidas del modelo integrado utilizado en el diseño del Equipo según lo señalado
en la cláusula 3.8.3.1, las limitaciones de desplazamientos que señale el Fabricante en los
puntos donde se apoya el Equipo a la fundación, los parámetros de suelo definidos en el
Informe de Mecánica de Suelos del proyecto y lo señalado en la cláusula 3.8.2.3 para la
fundación del Equipo GIS.
3.8.3.3. Diseño de los sistemas de anclajes
El diseño de los sistemas de anclajes del Equipo Compensación Serie a la fundación es
responsabilidad del Diseñador del Equipo y deberá realizarse de acuerdo con los mismos
requisitos señalados en la cláusula 3.8.2.4 para el sistema de anclaje del Equipo GIS.
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3.9.
REQUISITOS PARA LA REUTILIZACIÓN DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE Y FUNDACIONES
EXISTENTES
Las estructuras y fundaciones existentes en una subestación que se quiera reutilizar para la
instalación de un equipo diferente al que fue considerado en sus respectivos diseños
igualmente deberán cumplir con los requisitos de diseño definidos en la presente
Recomendación para el nuevo equipo al cual soportarán, entendiéndose como nuevo equipo
al equipo que es diferente al que fue considerado en el diseño.
Cuando el análisis se realice mediante el Método Estático Civil definido en la cláusula 3.3.1 y
se concluya que la estructura y/o fundación existente no cumple con los requisitos definidos
en la presente Recomendación, se podrá realizar el análisis mediante el Método de Análisis
Dinámico definido en la cláusula 3.3.2. En tal caso, la estructura y/o fundación existente
cumplirá con los requisitos establecidos en la presente Recomendación cuando se cumplen las
siguientes condiciones:
Condición 1
Los resultados del análisis dinámico para el nuevo equipo sobre la estructura de soporte y/o
fundación existente cumple con los Criterios de Aceptación señalados en la cláusula 3.3.2.3.
De no cumplirse con la Condición 1, la estructura de soporte y/o la fundación no cumplen con
las condiciones establecidas en la presente Recomendación para aceptar su utilización como
soporte del nuevo equipo y deberán ser reforzadas o reemplazadas según corresponda.
Condición 2
Cumpliéndose la Condición 1, la estructura de soporte cumple con lo señalado en cada una de
las siguientes secciones:

Sección 3.4: “Solicitaciones de Diseño”.

Sección 3.5: “Diseño de Estructuras de Soporte de Equipos”.

Sección 3.6: “Diseño de Sistemas de Anclajes a la Fundación” cuando corresponda.
De no cumplirse la Condición 2, la estructura de soporte no cumple con las condiciones
establecidas en la presente Recomendación para aceptar su utilización como soporte del
nuevo equipo y deberá ser reforzada o reemplazada según corresponda.
Condición 3
Cumpliéndose la Condición 1, la fundación cumple con lo señalado en cada una de las
siguientes secciones:

Sección 3.6: “Diseño de Sistemas de Anclajes a la Fundación” cuando corresponda.

Sección 3.7: “Diseño de Fundaciones”.
De no cumplirse la Condición 3, la fundación no cumple con las condiciones establecidas en la
presente Recomendación para aceptar su utilización como soporte del nuevo equipo y deberá
ser reforzada o reemplazada según corresponda.
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3.10.
DISEÑO DE ESTRUCTURAS ALTAS Y ESTRUCTURAS DE SOPORTE DE ANTENAS
3.10.1.
Alcance
La presente sección se refiere al diseño sísmico de estructuras altas de subestaciones con
conductores flexibles, estructuras de líneas de transmisión y estructuras de soporte de antenas
de acuerdo con las definiciones señaladas en la sección 1.2 del Capítulo 1. En particular, los
requisitos de la presente sección no son necesariamente aplicables para Barras Rígidas.
En general, las solicitaciones que controlan el diseño de las estructuras a las que se refiere la
presente sección 3.10, son las propias debido a su funcionalidad y por lo tanto son diseñadas
de acuerdo con las solicitaciones y requisitos de diseño definidos en sus propias normativas
particulares.
Excepción a lo señalado en el párrafo precedente es la solicitación sísmica, la cual corresponde
considerar solo en casos particulares de acuerdo a lo señalado en la presente sección 3.10.
Cuando sobre una estructura alta se instalen equipos eléctricos del tipo de los que deberán
cumplir las exigencias sísmicas de la presente Recomendación, el diseño de estos equipos
deberá cumplir lo señalado en el Anexo N°1, en la sección 2.13 del Capítulo 2 y con lo señalado
en la cláusula 3.10.2
Comentario C3.11: Sismo en estructuras altas
a.
Todas las normas internacionales y la experiencia internacional señalan a la fecha que el sismo no
es una solicitación que controle el diseño de este tipo de estructuras ni de sus fundaciones debido a
que las solicitaciones señaladas en sus respectivas normativas de diseño son mucho mayores
(tensión mecánica de conductores debido al viento y/o viento con hielo, cortadura de conductor,
desequilibrios de tensión mecánica, otras).
b.
El análisis realizado por CIGRE Chile al comportamiento Sistema de Transmisión nacional después
del terremoto del 27 de febrero de 2010 también concluyó que las estructuras de líneas de
transmisión y las estructuras altas de subestaciones no fueron afectadas por la solicitación sísmica,
salvo casos puntuales de falla de suelo por licuefacción en líneas de transmisión.
c.
En el análisis señalado en el comentario de la letra b) precedente no se incluyeron las estructuras
de soporte de antenas, pero tampoco se recibió información de parte de los operadores del sistema
de que las estructuras de soporte de antenas ubicadas dentro de las subestaciones del sistema
hubieran presentado alguna falla.
d.
En la presente sección 3.10 se señala que para las estructuras altas reticuladas de acero el sismo es
una solicitación que no controla su diseño debido a que este tipo de estructuras son livianas y por lo
tanto no es necesario considerarla en el diseño, salvo que sobre la estructura se instalen equipos
eléctricos. Aun cuando la estructura alta no tenga equipos, esta situación puede cambiar cuando
ésta tenga alguna condición de diseño especial que requiera que sea más alta, y por ende más
pesada, que las estructuras tipo propias para su mismo nivel de tensión eléctrico; igualmente en la
presente sección 3.10 se señala que este tipo de situaciones deberá ser analizada por el Diseñador.
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3.10.2.
Consideraciones para el diseño sísmico de Equipos sobre estructuras altas
3.10.2.1. Consideraciones generales
Debido a que la funcionalidad de este tipo de estructuras no es ser soporte de equipos
eléctricos, no le son aplicables las exigencias de rigidez definida en la cláusula 3.5.3.
De lo señalado, es el equipo el que deberá ser diseñado para la amplificación de aceleraciones
sísmicas que tendrá en esta situación con respecto a la Aceleración Basal “Ao” definida en la
cláusula 1.3.2 del Capítulo 1.
Comentario C3.12: Requisito de rigidez global
a.
El “Requisito de rigidez global” señalado en la cláusula 3.5.3 es aplicable solo a las estructuras cuya
función es ser soporte de equipos. La función de las estructuras altas es sostener conductores por lo
que es el equipo el que deberá adaptarse a la funcionalidad de la estructura alta.
3.10.2.2. Solicitación sísmica para el equipo y su sistema de fijación a la estructura
El equipo, por estar fijado en otro tipo de estructura, estructura cuya función principal no es
ser soporte de equipos, deberá cumplir con los requisitos de la presente Recomendación para
la nueva condición de Aceleración Basal “A’o”, aceleración que corresponde a la Aceleración
Basal “Ao” definida en la cláusula 1.3.2 del Capítulo 1, amplificada por la altura y por la relación
entre la frecuencia fundamental del equipo y de la estructura, de acuerdo con lo señalado en
la presente sección.
Será responsabilidad del Dueño la definición oportuna al Proveedor o al Fabricante del Equipo,
según corresponda, de las condiciones sísmicas que deberá tener el Equipo y su sistema de
fijación para esta situación.
a)
Aceleración Basal “A’o” para el equipo en altura
La solicitación sísmica sobre el equipo ubicado en el Nivel “K” corresponde a la señalada
en el Espectro de Diseño, definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1, corregido por la
Aceleración Basal amplificada, “A’o”, corrección que depende de la aceleración “Ak”
correspondiente al Nivel de Altura “K” y el factor de amplificación dinámica “Kp”:
𝐴′ = 𝐴 ∙ 𝐼 ∙ 𝐾 ≤ 3 ∙ 𝐴 ∙ 𝐼
En que:
A’o
= Aceleración en la base del equipo ubicado en altura.
IE
= Factor de Importancia del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
Ak
= Aceleración en el nivel de altura “K”.
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Kp
= Factor de amplificación dinámica sobre el equipo debido a la estructura.
Ao
= Aceleración Basal del suelo según cláusula 1.3.2 del Capítulo 1.
En ningún caso “A’o” podrá ser menor que 𝐴 ∙ 𝐼
a.1. Aceleración en el nivel de altura “K” de la estructura
La aceleración en el Nivel “K” de la estructura se calcula como:
𝐴 = 1,2 ∙ 𝐴 ∙ ( 1 + 2
𝑍
)
𝐻
En que:
Ao
= Aceleración Basal del suelo según Zonificación Sísmica definida en la
cláusula 3.2.2.
Zk
= Altura del elemento particular donde se ubica el Equipo, medio en
la base del equipo.
H
= Altura del elemento más alto que aporta al peso sísmico total.
Para Estructuras Altas de Subestaciones, “H” corresponde a la altura
de la viga más alta.
Cuando no se conozca el nivel en que se montará el equipo, se deberá considerar que
Zk = H, con lo cual 𝐴 = 3,6 ∙ 𝐴
a.2. Factor de amplificación dinámica “Kp” sobre el equipo
Se deberá considerar un factor de amplificación dinámica sobre el equipo “Kp” que
tome en cuenta la interacción entre la frecuencia fundamental del equipo y la
frecuencia fundamental de la estructura donde se fija.
Considerando que la funcionalidad de la estructura alta no es ser soporte de equipos,
el valor de “Kp” que deberá utilizarse en el diseño será Kp = 2,5.
Valores menores de “Kp” deberán justificarse debidamente tomando en cuenta la
interacción entre las frecuencias fundamentales del equipo y la estructura,
incluyendo el sistema de fijación del equipo a la estructura y la rigidez local de la
estructura donde se fija el equipo.
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Comentario C3.13: Factor de amplificación dinámica “Kp”
a.
El valor de Kp=2,5 corresponde al recomendado en la IEEE 693 para el caso de estructura
de soporte desconocida.
b.
Para justificar el valor de Kp < 2,5 se deberá considerar el modelo de la estructura
completa, incluyendo la sección local donde se fija el equipo, y el equipo.
b) Solicitación sísmica sobre el equipo
La solicitación sísmica sobre el equipo deberá calcularse de acuerdo a lo señalado en el
Capítulo 2 y Anexo N°1 considerando que los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv” son
los señalados en la cláusula A1.10.2 del Anexo N°1 debido a que la Aceleración Basal para
el equipo ahora es A’o > Ao.
Será responsabilidad del Dueño la definición oportuna al Proveedor o al Fabricante del
Equipo, según corresponda, de las condiciones sísmicas que deberá tener el Equipo y su
sistema de fijación para esta situación.
c)
Fijación del equipo a la estructura
El diseño del sistema de fijación del equipo a la sección local de la estructura alta donde
deberá ser instalado es responsabilidad del Diseñador del Equipo y deberá realizarse de
acuerdo con la solicitación sísmica señalada en la letra b) precedente y todas las
solicitaciones simultáneas con el sismo que le correspondan de acuerdo a lo definido en la
sección 1.4 del Capítulo 1 y en la sección 2.9 del Capítulo 2.
3.10.3.
Diseño de la sección local de la Estructura Alta donde se fija el equipo
El Diseñador de la Estructura Alta deberá diseñar la sección local donde se fija el equipo de
acuerdo con la fuerza sísmica sobre el equipo señalada en la letra b) de la cláusula 3.10.2 sin
reducir, es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1, todas las
solicitaciones simultáneas con sismo sobre el equipo señaladas en la letra c) de la cláusula
3.10.2.2 y todas las solicitaciones simultáneas con el sismo sobre la estructura alta que le
correspondan de acuerdo a lo definido en la sección 3.5 y en la cláusula 3.10.4.3.
La rigidez de esta sección local de la estructura alta deberá ser consecuente con el valor
calculado del factor “Kp” definido en la cláusula 3.10.2.2 cuando en el diseño del Equipo se
haya considerado un valor de Kp < 2,5.
El Diseñador de la Estructura Alta deberá considerar en su diseño:

Todas las otras solicitaciones no sísmicas que deba soportar el equipo y que
eventualmente puedan controlar el diseño de la sección local donde se fija el equipo.

Todos los elementos necesarios que permitan mantener las tolerancias horizontales,
verticales y de giro necesarias para la correcta operatividad del equipo.
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Independiente de lo señalado en esta sección, en el caso de instalar equipos sobre estructuras
altas existentes que no han sido diseñadas para esta condición, será responsabilidad del Dueño
evaluar previamente la eventual posibilidad real de modificar la estructura para que “Kp” sea
menor a 2,5. De no ser posible modificar la estructura existente para lograr esta condición,
“Kp” deberá ser 2,5.
3.10.4.
Diseño de Estructuras Altas de Subestaciones
3.10.4.1. Consideraciones generales
El diseño de las estructuras altas de subestaciones con conductores flexibles deberá tomar en
cuenta las solicitaciones debido a:

Peso propio de la estructura y todos los elementos que se encuentran sobre ella.

La tensión mecánica de conductores sobre el portal de línea (desde la estructura de
remate de la línea) o el portal de barra (desde otros portales de línea o barra) de
acuerdo con las exigencias meteorológicas definidas en el Reglamento NSEG 5 E.n 71 o
el que lo reemplace.

Las conexiones con otras estructuras, altas o bajas, dentro de la subestación.

Otras solicitaciones según proyecto.
El diseño de las estructuras altas con conductores flexibles deberá realizarse siguiendo los
mismos requisitos de diseño que les corresponden a las Líneas de Transmisión.
Dependiendo de la materialidad y estructuración de la estructura alta, el peso de ésta puede o
no ser relevante durante la solicitación sísmica, lo que deberá ser evaluado por el Diseñador.
Caso especial son las estructuras altas reticuladas de acero cuyas dimensiones de altura no
requieren ser mayores que las que le corresponden a las exigencias propias para su nivel de
tensión eléctrico, para las que la experiencia a nivel nacional e internacional ha demostrado a
la fecha que las solicitaciones sísmicas son considerablemente menores que las solicitaciones
debido a la tensión mecánica de los conductores, razón por la cual no es necesario incluir las
solicitaciones sísmicas en el diseño de estas estructuras ni en el diseño de sus fundaciones, a
excepción de que sobre ellas se coloquen equipos eléctricos del tipo de los que deberán
cumplir las exigencias sísmicas de la presente Recomendación.
3.10.4.2. Fuerza sísmica sobre la Estructura Alta (E)
3.10.4.2.1. General
Si el peso de los equipos, y todos sus accesorios es menor al 25% del peso total
combinado de la estructura alta y los equipos, no será necesario realizar un análisis
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sísmico del conjunto “equipo + estructura”, pudiendo diseñarse la estructura alta
mediante análisis estático de acuerdo a lo señalado en la cláusula 3.10.4.2.3.
De ser el peso de los equipos, y todos sus accesorios, mayor o igual al 25% del peso
total combinado, la estructura alta deberá diseñarse mediante un análisis dinámico del
conjunto “equipo + estructura” de acuerdo a lo señalado en la cláusula 3.10.4.2.4.
3.10.4.2.2. Nivel Basal
Para el diseño sísmico de la estructura alta el Nivel Basal será el nivel superior del
terreno.
Comentario C3.14: Nivel Basal
a.
En este tipo de estructuras, es común que el sistema de anclaje de la estructura a la
fundación esté a lo menos 20 cm por sobre el nivel de la gravilla que se coloca sobre el nivel
de terreno. El diseñador deberá evaluar si la rigidez del vástago de la fundación que está
por sobre el nivel de terreno permite despreciar o no las fuerzas de inercia sísmicas. De no
existir fuerzas de inercia relevantes, se podrá considerar que el Nivel Basal para el diseño
sísmico de la estructura alta es el coronamiento de la fundación.
3.10.4.2.3. Fuerza Sísmica de diseño para peso de equipos menor al 25% del peso total combinado
En este caso, es suficiente con considerar como Estado de Carga Sísmica “E” el
siguiente:
a)
Aceleración Basal del suelo “Ao” según Zonificación Sísmica definida en la cláusula
3.2.2.
b) Fuerza Sísmica Estática sobre el equipo de acuerdo a lo señalado en la cláusula
3.10.2 considerando el Factor de Modificación de la Respuesta “R” y Razón de
Amortiguación “” propios de la estructura alta según Tabla 1.3 y Tabla 1.4 del
Capítulo 1.
c)
Fuerza Sísmica Estática sobre la estructura alta de acuerdo con lo definido en la
cláusula 3.2.6 sin verificación de la frecuencia fundamental.
d) Para el caso particular de estructuras altas reticuladas de acero, no será necesario
considerar la solicitación sísmica sobre la estructura alta señalada en la letra c)
precedente cuando se consideren sobre la estructura alta las fuerzas sísmicas
debido al equipo, señaladas en la letra b) precedente, sin reducir, es decir con
Factor de Modificación de la Respuesta de R=1, y una Razón de Amortiguamiento
de 2%
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3.10.4.2.4. Fuerza Sísmica de diseño para peso de equipos mayor o igual al 25% del peso total
combinado
En este caso, el Estado de Carga Sísmica “E” deberá calcularse para el conjunto “equipo
+ estructura” de acuerdo con lo siguiente:
a)
Aceleración Basal del suelo “Ao” según Zonificación Sísmica definida en la cláusula
3.2.2.
b) Fuerza Sísmica Dinámica definida en la cláusula 3.2.7.
c)
Factor de Modificación de la Respuesta “R” de acuerdo con las características
propias de la estructura según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
d) Razón de Amortiguamiento “” según Tabla 1.4 del Capítulo 1.
e)
Factor de Importancia “IE” del Equipo según Tabla 1.3 del Capítulo 1.
f)
Peso de la estructura alta con todos sus accesorios más la suma del peso de todos
los equipos, y sus accesorios, que se coloquen sobre ella.
3.10.4.3. Solicitaciones propias de la estructura simultaneas con el sismo
El Sismo de Diseño definido en esta sección se deberá considerar actuando simultáneamente
con la Condición Normal de Operación de la Instalación de acuerdo con lo siguiente:
i)
Conductores a Tensión Mecánica Normal, donde Tensión Mecánica Normal es la que le
corresponde según definición propia del Proyecto.
ii) Condiciones meteorológicas correspondientes a la definición de Tensión Mecánica Normal
del Proyecto (Solicitación CAs definida en las cláusulas 1.4.6 y 1.4.8 del Capítulo 1).
iii) Viento mínimo correspondiente a la condición de “0,25 veces la Presión de Viento Máxima”
definida para dicho proyecto cuando el viento correspondiente a la condición señalada en
el numeral ii) precedente sea menor.
3.10.4.4. Combinaciones de carga
Las Combinaciones de Carga a considerar son las propias de la funcionalidad de la Estructura
Alta para Condición Normal de Operación más la condición sísmica:
CP
= Carga Permanente debido al equipo y sus accesorios según cláusula 1.4.1 del
Capítulo 1 y debido a la Estructura Alta.
E
= Solicitación Sísmica sobre el Equipo o sobre el conjunto “Equipo + Estructura
Alta” según cláusula 3.10.4.2.
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COs
= Solicitación sobre el equipo debido a las cargas de operación simultáneas con
el sismo según cláusula 1.4.3 del Capítulo 1.
T
= Solicitación sobre el equipo debido a las cargas de conexiones simultáneas
con el sismo (“Tirón”) según cláusula 1.4.4 del Capítulo 1.
FC
= Solicitación sobre el equipo debido a las cargas de cortocircuito según
cláusula 1.4.5 del Capítulo 1.
CNOP
= Cargas debido a los conductores en la Estructura Alta para la Condición
Normal de Operación según cláusula 3.10.4.3.
CAs
= Condición meteorológica sobre el Equipo y la Estructura Alta correspondiente
a la Condición Normal de Operación según cláusula 3.10.4.3.
Las combinaciones de carga que se señalan a continuación son las equivalentes, definidas en
la cláusula 1.4.8 del Capítulo 1, para esta situación:
Método de Diseño por Tensiones Admisibles
𝐶𝑆3: 𝐶𝑃 + 𝐸 + 𝐶𝑂𝑠 + 𝑇 + 0,6 ∙ 𝐹𝐶 + 𝐶𝐴𝑠 + 𝐶𝑁𝑂𝑃
Método de Diseño por Estados Límites Últimos
𝐶𝑈3: 1,2 ∙ 𝐶𝑃 + 1,4 ∙ 𝐸 + 1,2 ∙ 𝐶𝑂𝑠 + 1,2 ∙ 𝑇 + 1,2 ∙ 0,6 ∙ 𝐹𝐶 + 1,6 ∙ 𝐶𝐴𝑠 + 1,2 ∙ 𝐶𝑁𝑂𝑃
Comentario C3.15: Factor de Mayoración de Cargas Normales de Operación CNOP
a.
La Condición Normal de Operación, CNOP, es una solicitación normal. El Factor de 1,2 señalado para
CNOP corresponde al factor definido para Cargas Eventuales en el Reglamento NSEG 5 E.n 71,
actualmente vigente para el Diseño de Líneas de Transmisión, debido a la eventualidad de la
Solicitación Sísmica.
b.
El valor de 1,2 deberá ser mayor si la definición de Cargas Eventuales que tenga el proyecto en
particular a si lo señale o según sea la definición que pueda señalar el documento que reemplace al
Reglamento NSEG 5 E.n 71.
3.10.4.5. Diseño de la Estructura Alta
El diseño de las Estructuras Altas de Subestaciones deberá realizarse de acuerdo con los
mismos criterios y exigencias definidos en la respectiva normativa de diseño correspondiente
a las Líneas de Transmisión, considerando como Estado de Carga adicional la combinación
sísmica definida en la cláusula 3.10.4.4, y los siguientes requisitos:
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a)
Sección local donde se fija el equipo
El diseño particular de la sección local donde se fija el equipo deberá realizarse de acuerdo
con lo señalado en la cláusula 3.10.3.
b) Desplazamientos máximos
Para el Estado de Carga de Sismo, los desplazamientos máximos en la estructura alta
correspondientes a la fuerza sísmica sin reducir, es decir considerando un Factor de
Modificación de la Respuesta de R=1, deberán cumplir con las siguientes exigencias:
Tipo de Elemento
Desplazamiento
Elemento donde se
ubican equipos
Elemento donde solo
llegan conductores
Vertical
Horizontal
H / 100
H / 50
Horizontal
L / 200
L / 100
Vertical
L / 200
L / 100
Horizontal
Tabla 3.4: Desplazamientos Máximos para Estado de Carga de Sismo
En que:
H
= Altura del elemento vertical (pilar, columna, otro similar) por sobre la
fundación y hasta el nivel que se requiere evaluar (nivel del elemento
horizontal).
L
= Distancia libre del elemento horizontal (viga, cruceta, otro similar) entre los
puntos de fijación al soporte vertical.
La exigencia de cumplimiento de estos desplazamientos máximos es complementaria a la
exigencia de cumplimiento de desplazamientos máximos definidos en las normativas
propias de diseño de las estructuras altas.
Independiente de lo señalado en la presente cláusula, es responsabilidad del Dueño
informar oportunamente al Diseñador de la Estructura Alta de las limitaciones de
desplazamientos, giros, deformaciones u otros que pueda requerir el equipo que se instala
en la estructura alta para su correcta operatividad de acuerdo con lo señalado en la
cláusula 3.10.3.
c)
Diseño de los Sistemas de Anclaje a la fundación
Para el Estado de Carga de Sismo, el diseño de los sistemas de anclaje de la estructura a la
fundación deberá cumplir con lo siguiente:
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3.10.5.

Los requisitos señalados en la sección 3.6.

Esfuerzos sísmicos reducidos considerando un Factor de Modificación de la
Respuesta “R” de:
-
R = 2 cuando el Factor R de la estructura alta es R ≥ 2
-
“R” de la estructura alta cuando el Factor es R < 2
-
R = 1 cuando el sistema de anclaje sea con pernos post-instalados.
Caso Especial: Equipos suspendidos o colgados
Se entiende por equipos suspendidos o colgados a aquellos equipos que cuelgan libremente
en los techos de salas, parte inferior de vigas de las Estructuras Altas y similares, mediante
elementos flexibles. Es decir, tienen libertad de desplazamientos horizontal y vertical y sus
elementos de fijación solo toman esfuerzo axial.
Dependiendo de la flexibilidad o rigidez del sistema de fijación del equipo a la viga y de la
cantidad y peso del equipo con respecto a la Estructura Alta, el Diseñador deberá evaluar si la
solicitación sísmica sobre el conjunto puede o no ser una solicitación de diseño de acuerdo con
lo señalado en la cláusula 3.10.4.2.1.
Si el peso de los equipos colgados es menor al 25% del peso total combinado de la estructura
alta y los equipos, bastará con diseñar la Estructura Alta de acuerdo con sus propias
solicitaciones y criterios de diseño considerando solo el peso adicional del equipo sobre la viga.
Si el peso es mayor o igual al 25% del peso total combinado, el diseño de la Estructura Alta
deberá realizarse de acuerdo con lo señalado en la cláusula 3.10.4.2.4.
La ubicación del equipo colgado en la Estructura Alta deberá tomar en cuenta el
desplazamiento de éste durante la solicitación sísmica producto de la flexibilidad de su sistema
de fijación, limitando sus desplazamientos mediante los chicotes de conexión eléctrica en caso
de ser necesario para cumplir con las distancias eléctricas que corresponda.
Comentario C3.16: Equipos colgados en los Marcos de Línea
a.
Este caso es representativo de Trampas de Onda que cuelgan de las vigas de los Marcos de Líneas.
b.
Independiente de lo señalado en el comentario de la letra a) precedente, el Diseñador del Marco de
Líneas deberá evaluar si la solicitación sísmica sobre el conjunto puede o no ser una solicitación de
diseño de acuerdo con lo señalado en la cláusula 3.10.4.2.1.
3.10.6.
Diseño de Estructuras de Líneas de Transmisión
El diseño de las estructuras de líneas de transmisión deberá tomar en cuenta las solicitaciones
debido al peso y tensión mecánica de conductores según las exigencias meteorológicas, tipo
de solicitaciones y criterios de diseño definidos en el Reglamento NSEG 5 E.n 71 o el que lo
reemplace. Este tipo de estructuras normalmente no tiene equipos eléctricos.
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La experiencia a nivel nacional e internacional ha demostrado que para las estructuras de línea
las solicitaciones sísmicas son considerablemente menores que las solicitaciones debido a la
tensión mecánica de los conductores, razón por la cual no es necesario incluir las solicitaciones
sísmicas en el diseño de estas estructuras ni en el diseño de sus fundaciones, a excepción de
que sobre ellas se coloquen equipos eléctricos del tipo de los que deberán cumplir las
exigencias sísmicas de la presente Recomendación. En tal caso, el diseño deberá realizarse de
acuerdo con lo señalado para las Estructuras Altas de Subestaciones en la cláusula 3.10.4.
Independiente de lo anterior, para el caso de estructuras especiales, el Diseñador deberá
evaluar si la solicitación sísmica puede o no ser una solicitación de diseño según sean las
particularidades de la estructura especial.
Comentario C3.17: Sismo en estructuras de soporte de líneas de transmisión
a.
3.10.7.
Independiente de lo anterior, en la determinación del trazado de la línea y en la determinación de
la ubicación de sus estructuras se deberá tener presente los eventuales riesgos sísmicos que
pudieran afectar el sistema eléctrico, tales como deslizamientos de suelo, rodados y licuefacción de
suelos entre otros.
Diseño de Estructuras de Soporte de Antenas
En el diseño de estructuras de soporte de antenas y otras estructuras de comunicaciones
similares, la solicitación sísmica podrá o no ser relevante según sean las características propias
de la estructura, la condición meteorológica de diseño, los equipos que deba o no soportar y/o
su lugar de ubicación, lo que deberá ser analizado por el Diseñador.
Para este tipo de estructuras, la solicitación sísmica definida en la cláusula 3.10.4 no deberá
considerarse si los equipos que tiene instalados la estructura no corresponden a los equipos
del tipo que deberán cumplir con las exigencias sísmicas definidas en la presente
Recomendación.
Independiente del Espectro de Diseño que se defina para este tipo de estructuras, el diseño
sísmico deberá considerar que los desplazamientos máximos, calculados con las fuerzas
sísmicas sin reducir, no comprometan el funcionamiento de los sistemas de comunicaciones,
especialmente para aquellos casos que deberán mantener la comunicación operativa durante
el sismo. Cuando el sistema de comunicaciones requiere de tener operatividad durante o
inmediatamente después del sismo, entonces los esfuerzos para el diseño de la torre de antena
deberán corresponder también a la fuerza sísmica sin reducir, es decir considerado un Factor
de Modificación de la Respuesta de R=1.
Comentario C3.18: Diseño sísmico de estructuras de soporte de antenas
a.
Las antenas y otros equipos de comunicaciones que se ubican sobre estas estructuras no forman
parte de los equipos que deberán cumplir las exigencias sísmicas de la presente Recomendación. De
lo anterior, salvo que las Especificaciones Particulares del Proyecto señalen otra cosa, de tener que
considerarse la solicitación sísmica sobre este tipo de estructuras será suficiente con considerar el
espectro de diseño de la norma NCh 2369, para un Factor de Importancia I=1,2 y los valores de
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Factor de Modificación de la Respuesta “R” y la Razón de Amortiguamiento “” señalados en la
Tabla 1.4 del Capítulo 1.
b.
3.10.8.
La determinación de la solicitación sísmica para las estructuras de soporte de antenas deberá
hacerse con el mismo criterio señalado en la cláusula 3.10.4.3, es decir, sismo de diseño sobre la
estructura en Condición Normal de Operación (CNOP) considerando la combinación de cargas como
Eventual. En tal caso, el Factor de Mayoración para CNOP señalado en la cláusula 3.10.4.4 para
Diseño por Estados Límites Últimos deberá reemplazarse por el que defina la norma de diseño de
torres de antena para la solicitación eventual.
Diseño de Fundaciones
El diseño de las fundaciones deberá cumplir con los requisitos de resistencia y estabilidad
definidos en la sección 3.7, ya sean estructuras altas de subestaciones, estructuras de líneas o
estructuras de soporte de antenas, independiente de si la solicitación sísmica definida en esta
sección es una solicitación que controle el diseño o no.
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3.11.
DISEÑO DE OTRAS OBRAS CIVILES DENTRO DE SUBESTACIONES
3.11.1.
Alcance
La presente sección se refiere al diseño sísmico de obras civiles de subestaciones eléctricas,
tales como: Salas de Mando, Salas y Casetas de Control, Salas GIS, muros cortafuego y otras
obras civiles, sin incluir las fundaciones de equipos, de estructuras de soporte de equipos ni de
estructuras altas, que son tratadas en la sección 3.7. Esta sección no incluye las Salas de
Válvulas para HVDC, cuyos requisitos sísmicos generales se señalan en la cláusula A1.12 del
Anexo N°1 por estar directamente relacionadas con el diseño de las válvulas.
Las obras civiles a las que se refiere esta sección se deberán diseñar sísmicamente de acuerdo
con lo señalado en la norma NCh 2369 y los requisitos de la presente sección.
Estas obras civiles podrán ser de albañilería, hormigón armado, elementos prefabricados,
estructura metálica u otros tipos de materiales que cumplan el propósito funcional requerido
y soporten adecuadamente todos los esfuerzos a los que se verán sometidos.
Comentario C3.19: Diseño Obras Civiles
a.
3.11.2.
El diseño de las obras civiles de subestaciones deberá cumplir con los requisitos no sísmicos
señalados en otras normas, nacionales y/o internacionales, propias de este tipo de instalaciones,
los que podrán tener exigencias de diseño mayores que las señaladas en la presente sección.
Normas
Las normas aplicables al diseño de estas obras civiles corresponden a las normativas nacionales
vigentes para determinación de solicitaciones de diseño, así como para el diseño mismo según
sea la materialidad de la obra civil.
Dentro de las normativas aplicables, y sin ser excluyente, se encuentran las siguientes:
NCh 427
Parte 1
Estructuras de acero – Parte 1: Requisitos para el cálculo de
estructuras de acero para edificios.
NCh 430
Hormigón Armado – Requisitos de diseño y cálculo.
NCh 431
Diseño estructural – Cargas de nieve.
NCh 432
Diseño estructural – Cargas de viento.
NCh 1537
Diseño estructural - Cargas permanentes y cargas de uso.
NCh 1928
Albañilería armada. Requisitos para el diseño y cálculo.
NCh 2123
Albañilería confinada. Requisitos para el diseño y cálculo.
NCh 2369
Diseño Sísmico de Instalaciones Industriales.
NCh 3171
Diseño estructural - Disposiciones generales y combinaciones de
cargas.
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ACI 318
Requisitos de Reglamento para Hormigón Estructural.
Otras según corresponda.
3.11.3.
Solicitación Sísmica
El diseño sísmico de estas obras civiles se realizará de acuerdo con los parámetros particulares
correspondientes al proyecto y los siguientes requisitos:
3.11.4.

Aceleración Basal del suelo según lugar de ubicación de la subestación y la Zonificación
de la norma NCh 2369.

Tipo de suelo según clasificación de la norma NCh 2369 que se señale en el Informe de
Mecánica de Suelos del proyecto.

Espectro de Respuesta y aceleración vertical según lo definido en la norma NCh 2369.

Razón de Amortiguamiento “” señalados en la norma NCh 2369 según el tipo de
estructuración y/o material con que se diseñe la obra civil.

Factor de Importancia “I” definido en la cláusula 3.11.4 de la presente sección.

Factor de Modificación de Respuesta “R” definido en la cláusula 3.11.5 de la presente
sección.

Tipo de análisis según lo definido en la norma NCh 2369.
Factor de Importancia “I”
La siguiente tabla define los valores de Factor de Importancia “I” para ser utilizados en la
determinación de la solicitación sísmica señalada en la cláusula 3.11.3.
Obra Civil
1
2
Salas de Comando, Salas y Casetas de Control, Salas GIS,
Salas Eléctricas y otras similares
Muros cortafuegos
Sin equipos en su parte superior
Con equipos en su parte superior
“I”
1,2
1
1,2
3
Estanques de agua del sistema contra incendio
1,2
4
Foso recolector de aceite, Foso separador agua-aceite, pileta
recolectora.
1
5
Canalizaciones eléctricas (trincheras, canaletas y similares)
1
6
Túneles para cables de poder
1,2
Tabla 3.5: Factores de Importancia “I” para Obras Civiles
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Factores de Importancia “I” para otras obras civiles deberán ser definidos por el Diseñador,
pero en ningún caso podrán ser menores que los que se señalen en la norma NCh 2369 para
obras civiles similares.
3.11.5.
Factor de Modificación de la Respuesta “R”
La elección del Factor de Modificación de la Respuesta “R” que se podrá utilizar para reducir
los esfuerzos sísmicos en el diseño de estas obras civiles deberá tomar en cuenta a lo menos
las siguientes condiciones:

Capacidad de disipación de la energía sísmica del material elegido.

Capacidad de disipación de la energía sísmica de la estructuración definida.

Capacidad de disipación de la energía sísmica de las uniones de la obra civil (uniones
viga/muro, viga/columna, losa/muro, losa/columna, etc.)

La necesidad de operatividad de la obra civil inmediatamente después del sismo.
Las obras civiles que requieran de continuidad de operación inmediatamente después de
ocurrido el sismo deberán diseñarse con un Factor R ≤ 3.
Las obras civiles que no requieran de continuidad de operación inmediatamente después de
ocurrido el sismo podrán diseñarse con factores “R” mayores a 3, pero en ningún caso mayores
a los señalados en la norma NCh 2369, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:
-
La obra civil tiene redundancias de resistencia sísmica.
-
La eventual falla de la obra civil no compromete la operatividad de alguna parte esencial
de la subestación.
-
Las faenas de reparación de la obra civil no comprometen la operatividad de la
subestación o parte de ella.
-
El tiempo en que la obra civil estará fuera de servicio no comprometen la operatividad
de la subestación o parte de ella.
Comentario C3.20: Ubicación de las subestaciones en la elección de los Factores “R”
a.
3.11.6.
En varios casos las subestaciones están ubicadas en zonas alejadas de centros urbanos, por lo que
se deberá tener en cuenta estas situaciones particulares para la evaluación de la real factibilidad de
reparación y del tiempo de reparación de la obra civil en la elección de los factores “R” de diseño
sísmico.
Requisitos de diseño
El diseño sísmico para este tipo de obras civiles deberá realizarse de acuerdo a las
condiciones de diseño señaladas en la norma NCh 2369, incluyendo sus exigencias de
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ductilidad cuando corresponda, independiente del valor del Factor “R” que se haya elegido
para el diseño.
3.11.7.
Requisitos generales para el diseño de Obras Civiles de Subestaciones Eléctricas
El diseño de las Obras civiles de las subestaciones deberá tomar en cuenta, además de las
cargas sísmicas y de las condiciones medio ambientales y/o meteorológicas, las solicitaciones
propias del servicio que presta dicha obra en la subestación, como por ejemplo:
-
Peso de los equipos, cables, sistemas de acondicionamiento de aire, sistemas de
detección y/o extinción de incendio y otros servicios en el interior de las salas y casetas
de control.
-
Los esfuerzos debidos al peso de escalerillas y cables en el interior de túneles y
trincheras.
-
Los esfuerzos debido al peso de los soportes y las fuerzas debidas al cortocircuito en los
cables de poder en túneles y trincheras eléctricas.
-
El esfuerzo debido al peso y las cargas dinámicas del puente grúa en las salas de las
subestaciones GIS.
-
Las cargas debidas al peso y esfuerzos adicionales de los sistemas contra incendio y
otras estructuras y/o equipos apoyados en los muros cortafuego.
-
Otros.
En el diseño de bancos de ductos y otras obras de hormigón que contengan cables eléctricos
de fuerza se deberá evitar la conformación de lazos cerrados de enfierradura, con el propósito
de impedir la circulación de corrientes eléctricas inducidas que puedan afectar la armadura.
3.11.8.
Combinaciones de carga
Se deberán considerar las combinaciones de carga definidas por las normas NCh 3171 y NCh
2369, siendo esta última la que primará en caso de existir contradicciones entre ambas normas.
Sin perjuicio de lo anterior se deberá tener presente que la solicitación sísmica es una carga
eventual que no es necesario superponer a otras cargas eventuales. Para ubicaciones
especiales en áreas montañosas y altas, en que puede haber normalmente viento o nieve de
gran magnitud y duración, se deberán evaluar los valores de estas cargas de coincidencia
probable con el sismo de diseño.
Es responsabilidad del Diseñador establecer la lista de las combinaciones de cargas críticas para
cada elemento estructural, debiendo ellas ser siempre físicamente posibles y razonablemente
probables.
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En aquellos casos en que las normativas nacionales vigentes no permitan determinar las
solicitaciones debido a condiciones meteorológicas, será el Dueño quien deberá definirlas
como parte de las condiciones de diseño del proyecto.
3.11.9.
Diseño de muro cortafuego
El propósito del muro cortafuego es evitar la propagación de un eventual incendio en el banco
de transformadores, reactores o similares, a los equipos o instalaciones vecinas.
El diseño del muro cortafuego deberá cumplir con el Plano de Disposición del Proyecto, con las
dimensiones mínimas señaladas en las Especificaciones del Proyecto y deberá tomar en cuenta
todas las solicitaciones de carácter permanente a las que puedan estar sometidos los muros,
tales como:
˗ Cañerías del sistema contra incendios.
˗ Tableros de control.
˗ Otros similares.
En caso de considerar cañerías del sistema contra incendio apoyadas sobre los muros, se
deberán considerar uniones flexibles en lugares adecuados para evitar eventuales daños al
sistema contra incendio.
Independiente de si el muro cortafuego tiene o no equipos, la solicitación sísmica para el diseño
del muro no necesita considerar la masa de la fundación ni la masa del suelo directamente
sobre la fundación. El Nivel Basal a considerar para el análisis es el nivel superior del terreno.
a)
Limitación de desplazamientos
El desplazamiento del muro deberá cumplir con los siguientes requisitos:

Parte superior del muro:
∆ ≤ 0,015 H

Parte del muro donde se ubica el equipo:
∆1 ≤ 0,002 H1 ≤ 2,5 [cm]
En que:
H
= Altura del muro por sobre la fundación.

= Desplazamiento horizontal en cualquier dirección.
H1
= Altura en el muro, por sobre la fundación, donde se ubica el equipo.
1
= Desplazamiento horizontal, en cualquier dirección, en el punto de apoyo
del equipo.
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Independiente de lo señalado en esta sección, los desplazamientos sísmicos del muro y de
las uniones flexibles de las eventuales cañerías del sistema contra incendio apoyadas en él
deberán ser compatibles.
Los desplazamientos debido a la solicitación sísmica corresponden a la fuerza sísmica sin
reducir, es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
b) Fundaciones
La fundación del Muro Cortafuego deberá cumplir con los requisitos de resistencia y
estabilidad definidos en la sección 3.7.
c)
Equipos montados sobre el muro cortafuego
De ser necesaria la colocación de equipos por sobre la mitad de la altura del muro
cortafuego, los requisitos sísmicos para ese equipo son los definidos en el Anexo N°1,
considerando un Factor de Amplificación Kh = 2,5.
El diseño del muro para esta situación deberá considerar todas las solicitaciones
simultáneas con el sismo que tiene el equipo, definidas en la sección 1.4 del Capítulo 1 y
en la sección 2.9 del Capítulo 2, y deberá cumplir con el desplazamiento máximo señalado
en la letra a) precedente. Para cumplir la restricción de desplazamiento se podrá aumentar
la sección del muro y/o se podrán colocar machones.
Para el caso de subestaciones donde posteriormente se requiera instalar equipos
eléctricos sobre muros cortafuegos existentes, de no cumplirse con el desplazamiento
máximo señalado en la letra a) precedente, se deberá realizar un análisis para evaluar la
amplificación de aceleraciones que tendrá el equipo en esta situación, análisis que deberá
definir el Factor de Amplificación “Kh”, el cual deberá ser como mínimo 2,5.
El diseño del sistema de anclaje del equipo al muro deberá realizarse de acuerdo con lo
señalado en la sección 3.6 considerando la solicitación sísmica que tendrá en esta
condición.
Comentario C3.21: Factor de Amplificación “Kh” para equipos sobre muro cortafuego
a.
El valor del Kh = 2,5 señalado en la presente Recomendación corresponde al valor definido por
la IEEE 693 cuando la estructura de soporte es desconocida.
3.11.10. Diseño de salas eléctricas, casetas de control y otras edificaciones similares
El diseño de este tipo de instalaciones deberá tener presente las solicitaciones propias de su
funcionalidad y todas las cargas permanentes y no permanentes de los equipos que albergan.
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Los materiales de este tipo de instalaciones deberán ser los adecuados para cumplir los
requisitos impuestos por los equipos instalados en su interior, tales como, impermeabilización,
aislación térmica, aislación acústica, sellado, protección contra fuego, otros.
Cuando se considere la instalación de equipos eléctricos en niveles superiores al nivel de
terreno dentro de este tipo de edificaciones, el diseño de estos equipos y sus sistemas de
anclaje deberá realizarse de acuerdo a lo siguiente:

Diseño del Equipo: la solicitación sísmica sobre el equipo de acuerdo con lo señalado en
el Capítulo 2 y Anexo N°1 considerando que los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv”
son los señalados en la cláusula A1.10.3 del Anexo N°1. Será responsabilidad del Dueño
la definición oportuna al Proveedor o al Fabricante del Equipo, según corresponda, de
los requisitos sísmicos que deberá tener el Equipo y su sistema de fijación o anclaje para
esta situación.

Sistema de fijación o anclaje del Equipo: los requisitos de la cláusula 3.5.5 si el equipo
se fija a una estructura de soporte o los requisitos de la sección 3.6 si el equipo se ancla
al piso, considerando la solicitación sísmica que tendrá en esta condición junto con
todas las solicitaciones simultáneas con el sismo propias del equipo definidas en la
sección 1.4 del Capítulo 1 y en la sección 2.9 del Capítulo 2.

Será responsabilidad del Diseñador del Equipo el diseño del sistema de fijación o anclaje
de éste, ya sea del equipo a la estructura de soporte (fijación) o del equipo al piso o losa
(anclaje), según corresponda.

Si el equipo se apoya en una estructura de soporte, será responsabilidad del Diseñador
de la estructura de soporte el diseño del sistema de anclaje de la estructura al piso o
losa.
Independiente de lo señalado en el párrafo anterior, el diseño sísmico del edificio/sala/caseta
deberá considerar el peso y el comportamiento sísmico de dichos equipos eléctricos, así como
sus cargas de operación cuando corresponda, de acuerdo con los requisitos de diseño
señalados en la norma NCh 2369.
Las fundaciones deberán diseñarse con las reacciones obtenidas del diseño del
edificio/sala/caseta y deberán cumplir con los requisitos de resistencia y estabilidad definidos
en la sección 3.7 o los requisitos señalados en el Capítulo de Fundaciones de la norma NCh
2369, lo que resulte más exigente.
3.11.11. Diseño de salas para equipos GIS interiores
La sala para los equipos GIS interiores deberá proteger el equipo contra las condiciones medio
ambientales y meteorológicas propias del lugar de instalación y deberá ser capaz de resistir las
solicitaciones del puente grúa, cuando corresponda.
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El diseño deberá tomar en cuenta todos los ductos y túneles necesarios para el correcto
funcionamiento del equipo GIS de acuerdo con la definición del Plano de Disposición del
Proyecto.
Para evitar que se traspasen esfuerzos desde los muros de la sala a los ductos de la GIS, estos
ductos deberán pasar en voladizo o apoyados en soporte deslizante y se sellarán con una junta
elástica.
Cuando se considere la instalación de equipos eléctricos en niveles superiores al nivel de
terreno dentro de este tipo de salas, el diseño sísmico de estos equipos y el diseño sísmico de
la sala GIS deberá realizarse como se indica en la cláusula 3.11.10.
Las fundaciones deberán diseñarse con las reacciones obtenidas del diseño de la sala y deberán
cumplir con los requisitos de resistencia y estabilidad definidos en la sección 3.7 o los requisitos
señalados en el Capítulo de Fundaciones de la norma NCh 2369, lo que resulte más exigente.
En el caso de que el diseño considere una fundación conjunta de la sala GIS con la losa de
fundación del Equipo GIS, el diseño completo de las fundaciones deberá realizarse de acuerdo
a los requisitos para la fundación del Equipo GIS señalados en la cláusula 3.8.2.
3.11.12. Diseño de sistemas colectores de aceite.
El sistema colector de aceite tiene como propósito contener el aceite de autotransformadores,
transformadores o reactores, en adelante “transformadores”, para evitar filtraciones al
terreno circundante.
El sistema colector puede constar de una o varias de las siguientes partes:

Pileta receptora de agua-aceite: cuyo propósito es confinar el aceite y el agua
proveniente del transformador y de su sistema contra incendio, para canalizarlo al foso
separador-colector de agua/aceite.

Foso separador agua-aceite: cuyo propósito es separar el aceite del agua antes de
enviar el agua a los fosos de infiltración y el aceite al depósito de aceite
respectivamente.

Foso recolector: cuyo propósito es almacenar el agua y el aceite antes de su disposición
final.

Ductos de canalización de líquidos.

Cámaras de inspección de líquidos.
Para cumplir con el propósito del sistema colector, el diseño sísmico de sus partes deberá
cumplir con los siguientes requisitos generales:
-
Todas las superficies en contacto con líquido interior deberán ser estancas, incluso
después del sismo de diseño.
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-
Todas las superficies expuestas al contacto con aceite además deberán ser
impermeabilizadas con pintura resistente al aceite.
-
Las conexiones de los ductos de entrada y salida deberán ser totalmente herméticas y
no se deberán producir filtraciones desde el terreno circundante hacia las piletas o
fosos ni desde el foso hacia el terreno.
En el caso particular de los Fosos, el diseño deberá considerar la solicitación producto del
empuje en reposo y del empuje sísmico sobre las paredes del foso, según lo indicado en el
Capítulo de Estanques Enterrados de la norma NCh 2369. El diseño deberá considerar la
situación con mayor probabilidad de ocurrencia simultánea con el sismo y que, en general, es
que el foso esté vacío en su interior.
3.11.13. Estanque de agua
El estanque de agua tiene como propósito disponer de un volumen suficiente de agua para el
funcionamiento del sistema contra incendio de acuerdo con las características definidas para
el Proyecto.
El estanque de agua deberá diseñarse de acuerdo con lo señalado en el Capítulo de Estanques
de la norma NCh 2369 y deberá considerar que su superficie interior deberá ser estanca,
incluso después del sismo de diseño.
Comentario C3.22: Diseño de hormigones sin revestimiento para estanqueidad
a.
Todas las superficies en contacto con líquido interior que sean de hormigón armado y no tengan
revestimientos para estanqueidad, deberán diseñarse considerando un criterio de fisuración
máxima de 0.3 mm en el cálculo de la armadura, fisuración que se deberá calcular considerando la
fuerza sísmica sin reducir, es decir considerando un Factor de Modificación de la Respuesta de R=1.
b.
Lo señalado en el comentario de la letra a) precedente aplica tanto al estanque de agua del sistema
contra incendio como a las piletas y fosos del sistema colector de aceite, entre otros.
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3.12.
INFORME DE MECÁNICA DE SUELOS
3.12.1.
Alcance
La presente sección se refiere a la información mínima que deberá contener el Informe de
Mecánica de Suelos para hacer el diseño y construcción de las fundaciones de un proyecto de
subestaciones y/o líneas de redes eléctricas.
3.12.2.
Normas
Las normas aplicables a la elaboración del Informe de Mecánica de Suelos son como mínimo
las siguientes:
3.12.3.
-
NCh 1508 “Geotecnia. Estudio de Mecánica de Suelos”.
-
Normas ASTM correspondientes a los ensayos definidos por el Ingeniero Geotécnico.
-
NCh 2369 “Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales” para la
clasificación sísmica del suelo.
-
Decreto Supremo D.S N°61-2011 del Ministerio de la Vivienda y Urbanismo o la norma
que lo reemplaza para la clasificación sísmica del suelo.
-
Otras según corresponda.
Responsable del Informe de Mecánica de Suelos
El Informe de Mecánica de Suelos deberá ser elaborado y firmado por un Ingeniero Geotécnico
de a lo menos 5 años de experiencia en proyectos relacionados, en adelante el Ingeniero
Geotécnico, quien deberá, entre otros, realizar el reconocimiento en terreno y definir la
exploración, las muestras a obtener y los ensayos que se les deberán realizar.
Uno de los Ingenieros Geotécnicos que firma el informe deberá ser el que va a terreno a
registrar las calicatas y/o sondajes de exploración y analizar la morfología del sitio de
implantación de la instalación y del trazado de la línea, trazado que deberá ser recorrido en
toda su extensión por a lo menos uno de los Ingenieros Geotécnicos que firma el informe.
Comentario C3.23: Ingeniero geotécnico que realiza la exploración en terreno
a.
El Informe de Mecánica Suelos deberá ser firmado por todos los ingenieros geotécnicos que
participaron en su elaboración, los que deberán tener la experiencia señalada en la cláusula 3.12.3.
Independiente de que en la elaboración del Informe de Mecánica de Suelos hayan participado
profesionales de mayor experiencia, este informe deberá ser igualmente firmado por el ingeniero
geotécnico que realiza el reconocimiento en terreno y el reconocimiento de la exploración definida
(calicatas, sondajes u otros).
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3.12.4.
Finalidad del Informe de Mecánica de Suelos
El Informe de Mecánica de Suelos deberá contener toda la información necesaria que permita,
entre otros:
-
Caracterizar el o los suelos existentes en el sitio de implantación del proyecto.
-
Ejecutar el diseño de fundaciones y la construcción de ellas.
-
Precisar los riesgos geológicos y especificar las medidas precautorias para minimizarlos.
El Informe de Mecánica de Suelos deberá confirmar que el sector elegido para el proyecto de
subestación y/o línea de redes eléctricas es adecuado y/o recomendar modificaciones del lugar
de emplazamiento para asegurar la estabilidad general. Si no es factible modificar el lugar de
emplazamiento, el Informe de Mecánica de Suelos deberá indicar las posibles obras que se
deberán considerar para minimizar los riesgos geológicos y para asegurar la citada estabilidad
general.
Considerando que los proyectos de subestaciones y de líneas de redes eléctricas tienen un área
de emplazamiento diferente, a continuación se señalan los requisitos técnicos mínimos para:
•
Exploración y ensayos de laboratorio para un Informe de Mecánica de Suelos.
•
Informe de Mecánica de Suelos para Subestaciones.
•
Informe de Mecánica de Suelos para Líneas de redes eléctricas.
3.12.5.
Exploración y Ensayos de Laboratorio
Para la elaboración de todo Informe de Mecánica de Suelos, el Ingeniero Geotécnico que firma
el documento deberá realizar un reconocimiento en terreno del área de emplazamiento del
proyecto y una exploración del subsuelo a base de la excavación de pozos de reconocimiento
o calicatas como mínimo.
Este reconocimiento en terreno deberá incluir un registro fotográfico que muestre el área de
implantación y la pared de las calicatas y del material de saca ordenado de metro en metro o
cambio de estrato según corresponda.
Para definir el tipo de exploración necesario, el Ingeniero Geotécnico deberá contar con la
información de los tipos de fundaciones que se espera diseñar:
-
Para fundaciones tradicionales de hormigón armado en base a losa y vástago o en base
a monobloque hormigonado contra terreno, será suficiente la exploración con
calicatas.
-
Para fundaciones a base de pilas, pilotes, pernos auto perforantes y otras, el Ingeniero
Geotécnico deberá evaluar la necesidad de una exploración complementaria a base de
sondajes.
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El reconocimiento en terreno del área de emplazamiento del proyecto deberá incluir la
evaluación de eventuales riesgos geológicos como derrumbes, deslizamientos de laderas, fallas
geológicas, avalanchas, rodados, avenidas de agua y otros.
a)
Calicatas
Es el Ingeniero Geotécnico quién deberá definir la cantidad, ubicación y profundidad de
las calicatas a realizar, según sea las dimensiones del área de emplazamiento del proyecto,
con el fin de cumplir con la finalidad del Informe señalada en la cláusula 3.12.4.
Independiente de lo anterior, las calicatas no podrán tener menos de 3 metros de
profundidad salvo que las particularidades del suelo no lo permitan, lo que deberá quedar
señalado en el Informe.
La excavación de las calicatas deberá hacerse según las indicaciones que señale el
Ingeniero Geotécnico.
Para cada calicata definida y su material de saca, el Ingeniero Geotécnico deberá realizar
un reconocimiento de las paredes, identificando los tipos de suelos y las profundidades de
cada estrato y deberá evaluar la necesidad de realizar ensayos in situ y/o en laboratorio,
tales como:
• Granulometría
• Límites de Atterberg (límite líquido y límite plástico)
• Humedad natural
• Peso específico de partículas
• Otros
Las normas para la ejecución de los ensayos serán las señaladas en la norma NCh 1508. En
caso de requerirse ensayos no señalados en dicha norma, estos deberán realizarse según
la última versión de las normas ASTM correspondientes.
En caso de que el Ingeniero Geotécnico defina que no es necesario realizar ensayos,
deberá quedar explícito en el Informe de Mecánica de Suelos.
b) Sondajes
Cuando en el proyecto se contemple el diseño de fundaciones con micropilotes, pilas u
otro tipo de fundaciones, el Ingeniero Geotécnico deberá:

Definir la cantidad, ubicación y profundidad de los sondajes a realizar, según sea
las dimensiones del área de emplazamiento del proyecto, con el fin de cumplir con
la finalidad del Informe señalada en la cláusula 3.12.4.

Entregar una especificación de perforación y de los ensayos a realizar durante la
perforación.

Desarrollar el registro del sondaje y precisar las muestras a ensayar y los ensayos
que se les deberán realizar.
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c)
Clasificación sísmica de suelos
Para todos los proyectos, el Informe de Mecánica de Suelos deberá incluir la clasificación
sísmica del proyecto de acuerdo a la clasificación de suelos señalada en la norma NCh
2369.
Mientras la norma NCh 2369 no modifique su clasificación de suelos de manera de permitir
clasificar suelos por velocidades de ondas de corte entre otros parámetros, para los
proyectos de subestaciones eléctricas además se deberá determinar la velocidad de ondas
de corte Vs30 de acuerdo con lo señalado en el Artículo 5° del Decreto Supremo D.S N°612011 o la norma que lo reemplace y hacer todas las exploraciones y los ensayos necesarios
para realizar la Clasificación Sísmica de acuerdo con lo señalado en el Artículo 6° del citado
decreto.
Comentario C3.24: Clasificación sísmica de suelos
a.
A la fecha de publicación de la presente Recomendación, existen dos tipos de clasificación
sísmica de suelos en Chile: la que tiene la norma NCh 2369 y la que tiene el D.S N°61-2011,
decreto que se entiende transitorio hasta la actualización de la norma NCh 433.
La clasificación de suelo del D.S N°61-2011 permite clasificar suelos por velocidades de ondas
de corte y por resistencia. Como esta información permite una mejor caracterización del suelo,
se entiende que las normas sísmicas nacionales van a actualizarse hacia dicha clasificación.
Sin embargo, como los diseños de las Obras Civiles señaladas en la sección 3.11 de la presente
Recomendación se realizan con la norma NCh 2369, también se requiere de conocer esa
clasificación sísmica de suelos para definir el espectro de diseño de estas obras.
3.12.6.
Informe de Mecánica de Suelos para Subestaciones
3.12.6.1. Generalidades
Para cada proyecto de Subestación se deberá disponer del levantamiento topográfico, de los
antecedentes de las exploraciones y de los resultados de los ensayos de laboratorio hechos a
las muestras de suelo, todos necesarios para poder emitir un informe geotécnico que asegure
el correcto desarrollo de la ingeniería de diseño y de la construcción de las fundaciones.
El Ingeniero Geotécnico deberá definir la cantidad, ubicación y profundidad de los pozos de
exploración o calicatas y/o sondajes, de modo de representar en forma completa las
características geológicas y geotécnicas del subsuelo dentro del perímetro de las obras.
Para el caso particular de que el proyecto corresponda a una Ampliación de una subestación
existente que tenga un Informe de Mecánica de Suelos realizado de acuerdo con lo señalado
en esta sección, será un Ingeniero Geotécnico de a lo menos 5 años de experiencia el único
profesional quién, en base a la información existente, podrá recomendar la eventual no
necesidad de realizar exploraciones y/o ensayos para caracterizar el diseño de las nuevas
fundaciones.
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3.12.6.2. Clasificación de Suelos
El Informe de Mecánica de Suelos deberá clasificar el suelo de la Subestación tanto desde el
punto de vista de resistencia como desde el punto de vista sísmico de acuerdo con lo siguiente:
•
Clasificación sísmica del o los suelos existentes en el sitio según la norma NCh 2369.
•
Clasificación sísmica del o los suelos existentes en el sitio según D.S N°61-2011 o la
norma que lo reemplace de acuerdo a lo señalado en la letra c) de la cláusula 3.12.5.
•
Clasificación del o los suelos existentes en el sitio en base a su capacidad de soporte y
parámetros de diseño de fundaciones.
Comentario C3.25: Clasificación de Suelos Tipo Endesa
a.
A la fecha existen muchas subestaciones en que los planos de fundaciones existentes hacen
referencia a suelos según “Clasificación Tipo Endesa”, que corresponde principalmente a una
clasificación por capacidad de soporte. Las Especificaciones Particulares de cada proyecto deberán
evaluar la necesidad de solicitar esta Clasificación de suelos como adicional a las señaladas en la
cláusula 3.12.6.2. En la cláusula A2.6 del Anexo N°2 se incluye esta Clasificación como referencia.
3.12.6.3. Contenido del Informe de Mecánica de Suelos
El Informe de Mecánica de Suelos de un proyecto de Subestación deberá contener al menos la
siguiente información:
a) Antecedentes del sitio
•
Información que deberá proporcionar el Dueño:
-
Características generales: ubicación; subestación nueva o ampliación;
superficie requerida.
-
Topografía.
-
Tipo de estructuras que serán fundadas en el proyecto: equipos eléctricos
liviano, equipos eléctricos pesado (transformadores de poder y/o reactores),
marcos de líneas/barras, casa de comando, etc.
•
Geología.
•
Identificación de la cantidad y profundidad de las calicatas y/o sondajes a realizar.
•
Napa freática.
•
Ubicación de las calicatas y/o sondajes en plano topográfico, relacionándola con la
ubicación de los equipos.
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b) Exploración realizada por el Ingeniero Geotécnico
•
Fecha de la visita a terreno.
•
Caracterización del entorno, geomorfología y evaluación de riesgos geológicos.
•
Estratigrafía de cada calicata realizada:
-
Descripción del tipo de suelo según profundidad.
-
Profundidad de la napa freática encontrada.
•
Fotografía general del área y de las calicatas realizadas, pared de calicata y de los
montones de saca, y de algún otro sector relevante.
•
Definición de ensayos de laboratorio y/o en situ que se realizarán, incluyendo los
necesarios para la clasificación sísmica del suelo según lo señalado en la letra c) de la
cláusula 3.12.5.
•
Identificación de las muestras tomadas para ensayos.
•
Resultados de ensayos de laboratorio y/o in situ.
•
Explicitación de la eventual no necesidad de realizar ensayos según lo señalado en la
cláusula 3.12.5.
c) Descripción del/los suelos existentes
La descripción deberá hacerse para todos los tipos de suelo y todos los estratos
encontrados en el área de implantación del proyecto:
•
Características geomorfológicas del área.
•
Origen geológico de los suelos existentes en el área.
•
Clasificación sísmica de los suelos existente en el sitio según la norma NCh 2369 y
según D.S N°61-2011 o la norma que lo reemplace, de acuerdo a lo señalado en la
cláusula 3.12.6.2.
•
Estratigrafía de los suelos existentes.
•
Profundidad de la napa freática.
•
Características geomecánica de los suelos existentes en el sitio.
•
Valores de los parámetros geotécnicos de los suelos existentes en el sitio:
-
φ =
Angulo de fricción interna.
-
C =
Cohesión.
-
 =
Peso unitario natural.
-
E =
Módulo de elasticidad estático y dinámico.
-
 =
Módulo de Poisson.
-
Fricción entre hormigón y suelo para pilas y pilotes si fuera el caso.
-
Resistencia de punta de pilas y pilotes si fuera el caso.
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-
Resistencia horizontal de pilas y pilotes si fuera el caso.
•
Inclinación de taludes de las excavaciones necesarias para implantar las fundaciones.
•
Indicación de si el suelo existente puede o no ser utilizado como relleno estructural
y/o de confinamiento de fundaciones o deberá llevarse a botadero.
•
Otras características del suelo, como por ejemplo: contenido de sales solubles, arenas
licuables, otros.
•
Recomendaciones de fundación para suelos especiales.
d) Parámetros para el diseño de las fundaciones
Los parámetros de diseño de fundaciones deberán definirse para todos los tipos de suelo
y todos los estratos encontrados en el área de implantación del proyecto donde el
Ingeniero Geotécnico defina que es suelo apto para fundar las obras del proyecto,
incluyendo el relleno de la plataforma cuando exista:
•
Profundidad mínima de sello de fundación.
•
Peso unitario natural del suelo sobre y bajo napa freática.
•
Profundidad a la cual se deberá considerar el nivel de la napa freática.
•
Angulo del cono de arrancamiento con respecto a la vertical.
•
Si se puede o no considerar colaboración lateral del suelo en el diseño de las
fundaciones.
•
Tensión vertical admisible de contacto: normal y eventual.
•
Tensión horizontal admisible de contacto: normal y eventual, si corresponde.
•
Constantes de Balasto Vertical y Horizontal si corresponde.
•
Coeficiente de roce entre suelo y fundación (“φR”) para el diseño.
•
Valor de la Cohesión entre suelo y fundación y las condiciones que deberá tener el
sello de fundación para la utilización de este valor en el diseño (suelo natural
inalterado, tratamiento sello de fundación, otros).
•
Diagramas de empuje activo, pasivo y en reposo.
•
Recomendación de reemplazo de suelo a nivel de sello de fundación si corresponde.
•
Recomendación de recubrimiento mínimo de armadura en suelos con contenido de
sales solubles y/u otro tipo de agente corrosivo y calidad (definición de material)
mínima de hormigón.
•
Fricción entre hormigón y suelo y resistencia de punta y lateral si fuera el caso.
e) Plataforma
Definición de la necesidad o no de construir una plataforma a base de rellenos y/o cortes
para emplazar las obras, indicando al menos los siguientes requerimientos:
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f)
•
Cota mínima de la superficie de la plataforma, pendiente de los taludes, pendientes
de la superficie superior de la plataforma.
•
Especificaciones para la preparación del terreno y de los escarpes necesarios.
•
Características geotécnicas, granulometría y Límites de Atterberg, del material que se
deberá usar para construir el relleno que forma la plataforma.
•
Especificación de colocación y de compactación del material con el que se especifica
construir el relleno que forma la plataforma.
•
Especificaciones de control del relleno colocado.
•
Requerimientos de protección y drenaje de la plataforma
•
Parámetros para el diseño de fundaciones, según letra d) precedente, cuyo sello de
fundación quede dentro de la plataforma.
Especificaciones
•
Especificaciones de excavaciones para implantar fundaciones.
•
Especificaciones de agotamiento de napa si corresponde.
•
Especificaciones de relleno de confinamiento de las fundaciones.
-
Material.
Colocación.
Compactación.
Control.
g) Recomendaciones
•
Recomendaciones de medidas precautorias para minimizar los riesgos geológicos.
•
Recomendaciones constructivas y/o de diseño según las características del suelo y los
tipos de estructuras que conforman el proyecto, tales como:
-

Fundaciones hormigonadas contra terreno.
Fundaciones con losa y vástago.
Fundaciones aisladas.
Fundaciones aisladas con vigas de amarre.
Fundaciones con micropilotes.
Fundaciones con pilas.
Fundaciones especiales.
Taludes de excavación.
Protección contra corrosión por suelo existente.
Otras recomendaciones de diseño y/o constructivas.
Otras recomendaciones de mejoramiento de suelos si fuera el caso.
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3.12.7.
Informe de Mecánica de Suelos para Líneas
3.12.7.1. Generalidades
Para cada proyecto de Líneas se deberá disponer del levantamiento topográfico, de los
antecedentes de las exploraciones y de los resultados de los ensayos de laboratorio hechos a
las muestras de suelo, todos necesarios para poder emitir un Informe Geotécnico que asegure
el correcto desarrollo de la ingeniería de diseño y de la construcción de fundaciones.
El Ingeniero Geotécnico que firma el informe deberá recorrer el trazado de la línea con la
finalidad de poder:
-
Definir y caracterizar los distintos tipos de suelo existentes a lo largo del trazado de la
línea.
-
Definir los parámetros geotécnicos necesarios para el diseño y construcción de las
fundaciones para cada tipo de suelo.
-
Entregar la distribución de los diferentes tipos de suelos existentes a lo largo del trazado
de la línea.
-
Evaluar eventuales riesgos geológicos del proyecto tales como derrumbes,
deslizamientos de laderas, fallas geológicas, avalanchas, rodados, avenidas de agua; así
como licuefacción de suelos entre otros.
-
Recomendar modificaciones de trazado cuando corresponda.
-
Definir sistemas de protección de las estructuras y fundaciones cuando corresponda.
Este reconocimiento se deberá realizar en base a la visita de recorrido del trazado de la línea,
en la exploración realizada a base de las calicatas definidas u otro tipo de exploración, en la
observación de cortes o excavaciones existentes, en la formación geológica de la zona de
emplazamiento del proyecto y en la experiencia del profesional que realice el reconocimiento.
Este reconocimiento deberá definir, con la mejor precisión posible, los distintos tipos de suelos
en que se apoyarán las fundaciones de las estructuras de la línea dentro de los primeros 3 m
de profundidad.
Además, se deberán indicar los tipos de suelos de los lugares o sectores del trazado donde las
estructuras se ubiquen en laderas con pendientes mayores a H:V=5:1 (mayor que 11,3°).
3.12.7.2. Clasificación de Suelos
El Informe de Mecánica de Suelos deberá clasificar el o los suelos de la Línea tanto desde el
punto de vista de resistencia como desde el punto de vista sísmico.
Para la clasificación sísmica del suelo será suficiente con la señalada en la norma NCh 2369,
salvo que sobre las estructuras de líneas se instalen equipos eléctricos del tipo de los que
deberán cumplir con los requisitos sísmicos definidos en la presente Recomendación, o que
las Especificaciones Técnicas del proyecto así lo soliciten. En tal caso, la clasificación sísmica del
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suelo deberá ser también según D.S N°61-2011 o la norma que lo reemplace de acuerdo a lo
señalado en la letra c) de la cláusula 3.12.5.
Para la clasificación por resistencia, con el objeto de simplificar el diseño de dichas fundaciones
y facilitar el reconocimiento de los suelos durante la construcción, se deberá realizar una
agrupación o tipificación de los distintos tipos de suelos a lo largo del trazado que presenten
propiedades de resistencia similares.
Si las fundaciones de las estructuras de soporte de línea corresponden a fundaciones tipo
micropilotes o pilas, se deberá entregar la fricción hormigón suelo y la correspondiente
resistencia de punta y lateral.
Comentario C3.26: Clasificación de Suelos Tipo Endesa
a.
A la fecha existen muchas líneas y familias de torres diseñadas en que los planos de fundaciones
existentes hacen referencia a suelos según “Clasificación Tipo Endesa”, que corresponde
principalmente a una clasificación por capacidad de soporte. Las Especificaciones Particulares de
cada proyecto deberán evaluar la necesidad de solicitar esta Clasificación de suelos como adicional
a las señaladas en la cláusula 3.12.7.2. En la cláusula A2.6 del Anexo N°2 se incluye esta Clasificación
como referencia.
3.12.7.3. Contenido del Informe de Mecánica de Suelos
En términos generales, el Informe de Mecánica de Suelos de un proyecto de línea de redes
eléctricas deberá contener la misma información señalada para un proyecto de subestaciones
en la cláusula 3.12.6.3, de manera de cumplir con lo señalado en la cláusula 3.12.7.1.
Complementando lo señalado en el párrafo anterior, el Informe de Mecánica de Suelos deberá
incluir entre otros:
•
Definición de los distintos tipos de suelo a lo largo del trazado.
•
Distribución de tipos de suelo a lo largo del trazado haciendo referencia a los vértices
del trazado y/o ubicación de estructuras según sea el nivel de detalle de la información
disponible.
•
Otras características del suelo, como por ejemplo: contenido de sales solubles, arenas
licuables, dunas, suelos saturados de baja consistencia, otros.
•
Identificación de atraviesos del trazado en sectores particulares tales como dunas,
salares, pantanos, cruces de cauces y quebradas, otros.
•
Necesidad de fundaciones especiales en cruce de esteros, ríos u otros.
•
Eventuales recomendaciones de estudios adicionales para el diseño de fundaciones
especiales.
•
Definir sistemas de protección de las estructuras y fundaciones cuando corresponda.
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3.13.
DOCUMENTOS QUE RESPALDAN EL DISEÑO
El Diseñador deberá respaldar sus diseños mediante memorias de cálculo, informes técnicos,
planos y en general todos los documentos y/o procesos necesarios y al nivel de detalle de
acuerdo con lo señalado en la sección 1.5 del Capítulo 1 y con lo señalado en las distintas
cláusulas del presente Capítulo 3 según corresponda.
En particular, las memorias de cálculo que respaldan los diseños de estructuras de soporte de
equipos y fundaciones de equipos deberán incluir como parte integrante de dicha memoria de
cálculo, la información con las características del equipo consideradas en el diseño, así como
los diseños resultantes de la estructura y la fundación.
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ANEXO N°1
REQUISITOS SÍSMICOS PARTICULARES
POR TIPO DE EQUIPO ELÉCTRICO
A1.1.
ALCANCE
El presente Anexo N°1 define los requisitos sísmicos particulares que deberá cumplir cada tipo
de equipo eléctrico perteneciente a las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión por lo que
deberá considerarse como parte integrante del Capítulo 2 de la presente Recomendación.
Para el caso de equipos que tengan sistemas de aislación sísmica en la base, aplicarán los
mismos requisitos sísmicos que en la presente Recomendación se señalan para los equipos con
sistemas de disipación de energía en base a amortiguadores.
A1.2.
NIVEL DE TENSIÓN
En general, los requisitos que se señalan en el presente Anexo N°1 están referidos al nivel de
tensión que caracteriza al equipo eléctrico de acuerdo con lo siguiente:

Nivel de tensión más elevada del equipo “Um” definida según la norma IEC 60071-1.

Rango de tensiones de servicio del equipo asociado al valor “Um” de acuerdo con la Tabla
A1.1 siguiente:
Nivel de Tensión más elevada
del equipo [kV] “Um”
24
36
72,5
123
170
245
362
550
800
Rango de niveles de tensiones
de servicio del equipo [kV]
2.0 a 24
25 a 36
37 a 72,5
73 a 123
124 a 170
171 a 245
246 a 362
363 a 550
551 a 800
Tabla A1.1: Tensiones de Servicio
Excepción a lo anterior son los pararrayos, que se designan en este documento por la tensión
del sistema “Um” para el cual son empleados y no por su tensión nominal como equipo, y las
baterías y celdas, cuyos requisitos sísmicos no están relacionados con el nivel de tensión de la
instalación.
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Comentario CA1.1: Nivel de Tensión
a.
En general los equipos eléctricos se definen en su nivel de tensión más elevada para funcionar hasta
1.000 m.s.n.m. de acuerdo con la norma IEC 60071-1. Si un equipo se va a instalar a una mayor
altitud y/o estará en una zona de mayor contaminación, se deberá considerar que el nivel de tensión
del equipo para efectos de la aplicación de las exigencias sísmicas es el valor corregido por dicha
altitud o condición de contaminación, lo que es independiente del nivel de tensión nominal de la
instalación.
Ejemplo: Un equipo para un sistema de 245 kV instalado a 2500 m.s.n.m tiene una tensión corregida
313 kV. En consecuencia, a este equipo le aplican los requisitos correspondientes a esta última
tensión o la tensión “Um” superior más cercana, es decir 362 kV según Tabla A1.1.
A1.3.
EQUIPOS RÍGIDOS
Equipos Rígidos son aquellos que cumplen con lo señalado en la letra a) de la cláusula 2.2 del
Capítulo 2 y su diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos deberá
realizarse de acuerdo con el Método Estático definido en la cláusula 2.4.1 del Capítulo 2 para
el equipo propiamente tal y con lo señalado en la sección 2.12 del mismo capítulo para sus
anclajes. Para estos equipos se deberá considerar Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
A1.4.
EQUIPOS SEMI-RÍGIDOS: TRANSFORMADORES DE PODER, REACTORES DE PODER Y
SIMILARES
Equipos Semi-Rígidos son aquellos que cumplen con la definición señalada en la cláusula 1.2.18
del Capítulo 1 y con la clasificación señalada en la letra b) de la sección 2.2 del Capítulo 2.
En general, estos equipos corresponden a Transformadores de Poder, Reactores de Poder y
equipos similares.
Su diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos deberá realizarse de
acuerdo con las siguientes disposiciones particulares para sus diferentes partes y elementos
que lo componen.
a)
Sistema de anclaje a fundaciones
El diseño de los sistemas de anclaje de estos equipos deberá realizarse mediante el Método
Estático definido en la cláusula 2.4.1 del Capítulo 2 y deberá cumplir con los requisitos
señalados en la sección 3.6 del Capítulo 3.
El diseño de los sistemas de anclaje deberá considerar el equipo y el centro de gravedad del
conjunto completamente armado con aceite y en condiciones de servicio, es decir,
considerando entre otros:
˗
El estanque principal y su contenido.
˗
Los radiadores con aceite y sus soportes.
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˗
El estanque conservador de aceite lleno al nivel máximo y su soporte.
˗
Los bushings.
˗
Cajas de accionamiento y auxiliares.
Para este cálculo se utilizará un Factor de Amplificación de la solicitación horizontal “Kh” y
vertical “Kv” de:
Peso hasta 150 ton
Equipo Semi-Rígido
Peso mayor a 150 ton o nivel de tensión
mayor o igual a 245 kV
Kh = 1,0
Kv = 1,0
Kh = 1,15
Kv = 1,15
Tabla A1.2: Factores de Amplificación solicitación sísmica para diseño de anclajes
Para equipos con peso mayor a 40 toneladas, los pernos de anclaje deberán considerar en
su diseño que estos puedan ser inspeccionados y reemplazados sin ningún desplazamiento
del equipo, para lo cual el diseño de los sistemas de anclaje deberá considerar la utilización
de cajas de anclajes o algún otro tipo de dispositivo que cumpla con este requisito. Para
equipos con un peso menor, el diseño de pernos de anclaje remplazables dependerá del
nivel de criticidad de la instalación, lo que deberá estar claramente definido en las
Especificaciones Particulares del Proyecto.
El Diseñador del Equipo es el responsable de establecer la calidad de los materiales, el
dimensionamiento y ubicación de los pernos de anclaje, el dimensionamiento y ubicación
de las cajas de anclaje y el dimensionamiento y ubicación de los elementos para el traspaso
de las cargas de corte desde el equipo a la fundación.
El Diseñador de la Fundación es el responsable del diseño del sistema de fijación de las cajas
de anclaje a la fundación, así como del diseño de los topes sísmicos y/o llaves de corte que
traspasan a la fundación el corte sísmico del equipo desde los elementos definidos por el
Diseñador del Equipo.
El sistema de anclaje de este tipo de equipos deberá ser inspeccionado después de que el
equipo haya sido solicitado por un sismo de gran magnitud. En particular los pernos de
anclaje deberán ser reemplazados si se detecta cualquier signo de deformación o
elongación.
b) Radiadores y sus soportes
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los radiadores y sus soportes
se realizará mediante el Método de Coeficientes Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del
Capítulo 2 considerando un Factor de Amplificación de la solicitación horizontal y vertical de
Kh = Kv = 1,30 y una razón de amortiguamiento de 2%
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Los radiadores y los tubos colectores principales de aceite no deberán transmitir fuerzas
relevantes a los tubos colectores de aceite que conectan con el estanque del transformador.
En este aspecto se requiere la solución de radiadores soportados desde el estanque por
elementos estructurales especiales, de modo que disminuir las solicitaciones sobre los tubos
colectores.
Los soportes de los radiadores tendrán elementos que transmitan las fuerzas generadas en
los radiadores hacia el estanque principal del equipo de modo que las tuberías colectoras de
aceite y válvulas de radiadores no sean sometidas a esfuerzos importantes en cualquiera de
los tres ejes.
Adicionalmente, independientemente de los esfuerzos a que queden sometidos los soportes
de los radiadores, los radiadores individuales se arriostrarán mediante diagonales cruzadas
con los radiadores vecinos, en todas sus caras posibles (superior, inferior y frente), de modo
de rigidizar el conjunto de baterías de radiadores con el fin de aumentar la frecuencia
fundamental de estos.
En consideración a que los radiadores de los transformadores son muy sensibles al viento,
en su análisis se considerará como acción simultánea con el sismo la fuerza de viento
definida en la cláusula 2.9.2 del Capítulo 2.
En caso de baterías de radiadores ancladas directamente a fundaciones se deberá
desvincular mecánicamente el estanque del transformador de la batería de radiadores
mediante conexiones flexibles con capacidad de absorber los desplazamientos relativos
máximos de las partes con un Factor de Seguridad mayor o igual a 1,5.
c)
Estanque conservador y su estructura soporte
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del o los estanques
conservadores y sus soportes se realizará por el Método de Coeficientes Estáticos definido
en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2 considerando un Factor de Amplificación horizontal y
vertical de Kh = Kv = 1,50 y una razón de amortiguamiento de 2%
Con el propósito de que no se formen olas de aceite en el interior del conservador de aceite
durante un sismo, el soporte del estanque conservador deberá demostrar una frecuencia
fundamental superior a 15 [Hz], para lo cual deberá tener los arrostramientos
suficientemente rígidos para otorgar dicho atributo exigible para el sentido horizontal
longitudinal del estanque conservador. El cálculo de esta frecuencia se deberá realizar de
acuerdo con lo señalado en el numeral iii) de la letra b) de la cláusula 3.5.3.
En caso de que el estanque conservador y su estructura de soporte sean independientes del
tanque del transformador, ya sea anclado directamente a la fundación o a un muro, se
deberá desvincular mecánicamente la conexión de la tubería de aceite del tanque del
transformador mediante una conexión flexible con capacidad de absorber los
desplazamientos relativos máximos de las partes con un Factor de Seguridad mayor o igual
a 1,5.
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Los relés Buchholz deberán ser del tipo que no sea sensible o se afecte por sismos. Se
considera que estos dispositivos son insensibles a sismos si resisten aceleraciones de al
menos 3g en el rango de 1 a 35 Hz sin alteración de la posición de sus contactos auxiliares.
d) Soporte de la parte activa del equipo al estanque principal
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del soporte de la parte activa en
el interior del estanque principal del equipo se efectuará mediante el Método Estático
definido en la cláusula 2.4.1 del Capítulo 2, pero considerando una aceleración de transporte
de al menos 2,75g, actuando en el centro de gravedad de la parte activa del equipo, en
cualquier dirección y sentido.
Los materiales aislantes eléctricos usados en estos soportes solo podrán trabajar a esfuerzos
de compresión con grado de compresión permitido por el fabricante, sin exceder el 50% del
límite elástico a la compresión del material. No es aceptable que los materiales aislantes de
estos soportes trabajen a esfuerzos de tracción y/o corte. Si existen materiales aislantes de
caucho sintéticos, resinas epóxicas o materiales poliméricos, estos no deberán exceder una
solicitación de 55 MPa, salvo que el fabricante justifique un valor diferente y que éste sea
aceptado por el Revisor Sísmico.
Comentario CA1.2: Soporte de la parte activa
a.
Se considera para el cálculo del soporte de la parte activa del equipo una aceleración de 2,75g
debido a que es la aceleración mínima que deberá soportar el equipo en condiciones de
transporte y por lo tanto es la que controla el diseño de estos soportes.
e) Bushings y torretas
Las torretas de montaje de los bushings deberán demostrar que tienen una frecuencia
mínima de 30 Hz, frecuencia calculada considerando la masa de la torreta, la masa del
bushing y la masa del aceite.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los bushings se deberá
efectuar como sigue:
Tipo de
Bushing
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 1
Nivel de Tensión
del Bushing
Hasta 170 kV
Mayor a 170 kV
Hasta a 245 kV
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Requisitos
Método de Coeficientes Estáticos definido en la
cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una
razón de amortiguamiento de 2% y con
Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,4
Método de Coeficientes Estáticos definido en la
cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una
razón de amortiguamiento de 2% y con
Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,5
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Tipo de
Bushing
Nivel de Tensión
del Bushing
Tipo 1
Mayor a 245 kV
Tipo 2
Mayor a 170 kV
Requisitos
Ensayo en mesa vibratoria de acuerdo con lo
señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2 y con
Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,6
Ensayo en mesa vibratoria de acuerdo con lo
señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2 y con
Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,6
Tabla A1.3: Requisitos sísmicos para bushing
Donde:
Bushing Tipo 1:
Bushings de porcelana sometido a esfuerzos de flexión.
Los aisladores de porcelana deberán disponer de flanges metálicos
unidos a los aisladores de porcelana por cementación tipo Portland u
otra, o deberán estar sujetos mediante mordazas metálicas. Estos
bushing (porcelana y flange) deberán satisfacer el Factor de Seguridad
de esfuerzos mecánicos correspondiente para los materiales frágiles
tanto para la porcelana y flanges de aleación de aluminio fundido de
acuerdo a lo señalado en la sección 2.10 del Capítulo 2; el mismo
Factor de Seguridad se deberá cumplir respecto del inicio de
filtraciones o fugas del fluido interior.
Dentro de esta clasificación se pueden considerar también los
bushings de material polimérico.
Bushing Tipo 2:
Bushing de porcelana no sometido a esfuerzos de flexión.
El conjunto del bushing se mantiene unido y sellado sólo por efecto de
resortes internos que comprimen las partes; la porcelana no es
cementada ni tiene mordazas de sujeción. Estos bushing son también
conocidos como tipo “Central Clamp”. Estos bushing deberán
satisfacer los mismos Factores de Seguridad de las solicitaciones
mecánicas y de fuga de fluido interior que los bushing del tipo 1.
Para los bushings “Tipo 2” el Fabricante deberá demostrar la idoneidad de los medios que
disponen para evitar los desplazamientos relativos laterales y la fuerza cantilever
garantizada sin filtraciones o sin daño del bushing. Para esto, deberá entregar para
aprobación del Revisor Sísmico planos certificados que muestren dichos medios, certificados
de ensayos cantilever, visado por inspector tercero independiente, que muestre el valor
garantizado con ausencia de filtraciones del medio aislante.
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Figura A1.1: Características de los bushing Tipo 2
f)
Pararrayos de Transformadores de Poder
Para que sean aplicables los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv” señalados en la cláusula
A1.7.3 a los Pararrayos de los Transformadores de Poder, sus estructuras de soporte
deberán cumplir con los requisitos de rigidez global y rigidez local señalados en las cláusulas
3.5.3 y 3.5.4, ambas del Capítulo 3.
Sin embargo, se debe tener presente que mientras mayor sea el Nivel de Tensión del Equipo,
en caso de querer instalar los Pararrayos soportados desde el estanque principal, la altura
necesaria para la estructura de soporte, sumado a la limitación de espacio, hacen muy difícil
poder diseñar una estructura que cumpla dichos requisitos de rigidez, razón por la cual los
Pararrayos estarán sometidos a amplificación de la aceleración sísmica a nivel de su base.
De lo señalado, los Pararrayos desde 150 kV se deberán instalar sobre estructuras de soporte
y fundaciones independientes del Transformador, conectados a la red de derivación. Esto
debido a que, al ser independientes del Transformador, pueden estar sobre una estructura
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de soporte de altura normal de Patio de Alta Tensión, lo que permite ser diseñada
cumpliendo con los requisitos de rigidez global y rigidez local señalados.
En caso de que los Pararrayos desde 150 kV se instalen sobre estructuras de soporte
solidarias con el Transformador, se deberá considerar sobre dichos Pararrayos los siguientes
Factores de Amplificación:
A1.5.
˗
Factor de Amplificación Horizontal Kh = 3
˗
Factor de Amplificación Vertical “Kv” de acuerdo a lo señalado en la cláusula A1.10.2
del presente Anexo N°1
EQUIPOS GIS Y SIMILARES
Los requisitos que se señalan en la presente sección aplican a las subestaciones encapsuladas
aisladas en gas SF6, en adelante denominadas GIS o equipos GIS (del Inglés "Gas Insulated
Substation") y a los equipos de subestaciones compactas aislados en gas SF6, también llamados
equipos híbridos.
A1.5.1. Descripción general del equipo
Las subestaciones o equipos GIS son en general instalaciones compactas formadas por
componentes relativamente rígidas en lo que se refiere a la parte de subestación propiamente
tal, y más flexibles en lo que se refiere a los ductos de conexión aislados en gas SF6, en adelante
GIL, y a los correspondientes bushings de salida o entrada (SF6/aire).
En general, este tipo de equipos es sensible a los desplazamientos relativos entre sus distintos
componentes por lo que normalmente tienen elementos diseñados para absorber dichos
desplazamientos.
Los diferentes componentes de la GIS y/o sus ductos de conexión GIL están o anclados
directamente a la fundación o montados en estructuras de soporte. Algunos de estos puntos
de apoyo son fijos, en los que no se permite desplazamientos de los componentes relativos a
la estructura, y otros puntos de apoyo permiten desplazamientos en una o dos direcciones con
respecto a la estructura.
Cuando el componente del equipo está montado sobre una estructura de soporte que el
Diseñador del Equipo ha definido como “punto fijo”, dicha estructura de soporte deberá
considerar en su diseño que no produce amplificación de la aceleración en la base del equipo
comparada con la que ocurre en la fundación (ni por traslación ni por rotación), para lo cual
deberá cumplir con lo señalado en la sección 3.5 del Capítulo 3.
El diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los componentes del
equipo deberá considerar la rigidez relativa de estas estructuras de soporte de manera de
poder determinar correctamente los esfuerzos y desplazamientos de las diferentes partes del
sistema.
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En cada tramo o sección de la GIS entre los elementos capaces de absorber desplazamientos,
deberá haber un solo soporte denominado “punto fijo”; el resto de los soportes deberán ser
del tipo que permiten deslizar el elemento soportado o ser lo suficientemente flexibles para
no ejercer esfuerzos inadmisibles sobre el equipo o el ducto.
Es conveniente que la fundación de todos los diferentes componentes de una GIS sea una sola
estructura monolítica, que tienda a minimizar los posibles desplazamientos relativos entre
componentes.
Cuando esta condición de monolitismo no se pueda cumplir, el diseño del equipo y el diseño
de su fundación están interrelacionados entre sí y con el suelo donde se funda. En tal caso, se
deberá incluir explícitamente en el diseño del equipo y sus ductos los posibles desplazamientos
relativos de las fundaciones individuales incluyendo el efecto sísmico. El diseño de los distintos
componentes del equipo deberá cumplir con los requisitos de Factor de Seguridad definidos
en la sección 2.10 del Capítulo 2 incluso para esta situación.
A1.5.2. Requisitos sísmicos
El diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de las diferentes partes de
estos equipos deberán considerar las siguientes disposiciones:
a)
Subestación GIS y ductos de conexión aislados en SF6 (GIL)
Para la GIS/GIL y sus estructuras de soporte se deberá considerar un modelo integrado que
incluya tanto las componentes del equipo (partes de la GIS, tubos GIL y bushings, cuando
corresponda) como sus estructuras de soporte e idealmente sus fundaciones;
representando adecuadamente las características de las distribuciones de masa y rigidez de
todos ellos.
El modelo deberá incluir especialmente las condiciones de apoyo de los diferentes
componentes o partes de los equipos en las estructuras de soporte y en la fundación y las
posibles flexibilidades o restricciones de desplazamientos entre los distintos componentes
en los puntos donde se ubican los elementos para absorber los desplazamientos relativos.
Las fundaciones deberán considerar los posibles desplazamientos relativos debidos a
desplazamientos del suelo causados por la acción del sismo.
Cuando el diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo no se
realice mediante un modelo que integre el diseño de la fundación, se requiere
necesariamente de la correcta y oportuna coordinación entre el Diseñador del Equipo y el
Diseñador de la Fundación con el fin de obtener un diseño conjunto que permita el correcto
comportamiento del equipo durante y después del sismo. Esta correcta y oportuna
coordinación es responsabilidad del Dueño.
Para el diseño de la fundación, aplica lo señalado en la cláusula 3.8.2 del Capítulo 3.
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Para la determinación de desplazamientos y esfuerzos sísmicos sobre el equipo se deberá
hacer uso del Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2. La
solicitación sísmica se deberá definir a partir del espectro de diseño considerando una razón
de amortiguamiento de 2%, y un Factor de Amplificación del Espectro de Diseño (RRS)
definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 igual a Kh=Kv=1,1 para la GIS y Kh=Kv=1,25 para
las GIL.
Se deberá considerar las combinaciones de carga necesarias para incluir todos los casos de
carga que tienen alta probabilidad de ocurrencia simultánea con el sismo que se definen en
la sección 1.4 del Capítulo 1. En particular, siempre se deberá incluir los efectos de presión
interior de gas SF6, de temperatura ambiente y de la elevación de temperatura debido a la
operación del equipo y de la radiación solar cuando corresponda.
Salvo que las especificaciones particulares del proyecto definan rangos mayores, se deberá
considerar un rango de temperaturas ambientes de 0°C a 30°C en instalaciones interiores y
de -10°C a 40°C en instalaciones a la intemperie. En este caso de instalación a la intemperie
se deberá considerar además los efectos térmicos producidos por la radiación solar y como
mínimo un aumento de la temperatura del equipo sobre la temperatura ambiente máxima,
por este efecto, de 15°C.
Para todos los componentes del equipo, estructuras de soporte y anclajes se deberá
demostrar que los esfuerzos y deformaciones máximas obtenidas del análisis cumplen los
respectivos requisitos definidos en la presente Recomendación.
En las verificaciones se deberá incluir en forma explícita la determinación de los
desplazamientos relativos máximos, positivos y negativos, que ocurren en la posición donde
se ubican los elementos para absorber desplazamientos, y su comparación con los
desplazamientos admisibles. Este requisito aplica tanto al exterior del elemento diseñado
para absorber desplazamientos como al conductor de alta tensión en su interior.
Los desplazamientos relativos de los elementos definidos para absorber desplazamientos
deberán tener un Factor de Seguridad mínimo de 1,5 para el movimiento sísmico referido al
desplazamiento máximo admisible en el diseño de dicho dispositivo definidos por el
fabricante de estos componentes.
b)
Bushings SF6/aire
Los bushings SF6/aire deberán estar montados en estructuras “denominados puntos fijos”.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos deberá realizarse mediante el
Método de Coeficientes Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando
una razón de amortiguamiento de 2% y Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,25.
Las verificaciones deberán incluir explícitamente las verificaciones de resistencia del
aislador, del flange de conexión y de los pernos de conexión.
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Adicionalmente, se deberá incluir la verificación del Factor de Seguridad del conjunto contra
filtraciones de gas para las solicitaciones de flexión, Factor de Seguridad que será como
mínimo de 2,0.
c)
Bushing SF6/aceite o líquido dieléctrico
Cuando los tubos aislados (GIL) están conectados directamente a un transformador de poder
mediante un bushing SF6/aceite aislante o líquido dieléctrico, o a otro equipo que tiene
desplazamientos laterales y/o verticales debido al sismo, el diseño de resistencia y
geometría de la conexión y de los ductos deberá considerar los desplazamientos de ambos
sistemas conectados como actuando en oposición de fase y se considerará para este caso
un Factor de Seguridad de los desplazamientos máximos relativos de 1,5 como mínimo.
d) Mufas de cable aislado/SF6
En conexiones por cable aislado a los ductos aislados GIL o GIS se deberá definir la geometría
de los cables con las suficientes holguras y fijaciones para que ellos puedan tener suficiente
flexibilidad de modo que no se ejerzan esfuerzos que puedan dañar la conexión, el equipo o
el cable.
e)
Sistema de anclaje a la Fundación
El diseño de los sistemas de anclaje a la fundación es responsabilidad del Diseñador del
Equipo y deberán realizarse de acuerdo con lo señalado en la sección 3.6 y en la cláusula
3.8.2, ambas del Capítulo 3.
A1.6.
BANCOS DE CONDENSADORES
A1.6.1. Equipos de Compensación Serie de Líneas de Transmisión
El Equipo de Compensación Serie, en adelante el Equipo, está conformado por diversos equipos
individuales instalados sobre una estructura de soporte aislada eléctricamente al nivel de
tensión nominal de la línea de transmisión a la que se conecta. Lo anterior hace que un gran
peso esté sostenido por aisladores de porcelana a una altura considerable del suelo.
La estructura de soporte está conformada por una estructura metálica de acero, denominada
plataforma, y columnas y diagonales de material aislante eléctricamente.
Las columnas aisladoras que soportan la plataforma deberán ser de porcelana y trabajarán solo
a esfuerzos de compresión, disponiendo con dicho objeto de rótulas en su parte inferior y
superior.
Las fuerzas horizontales provenientes de la plataforma deberán ser resistidas por elementos
diagonales de material cerámico o polimérico. Dichos elementos diagonales pueden ser
combinados con dispositivos disipadores de energía para aumentar la razón de
amortiguamiento de la estructura de soporte.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
Desplazamientos relativos de las fundaciones de las columnas que soportan la plataforma
pueden ser relevantes en el diseño del Equipo Compensación Serie, por lo que es necesario
que ambos diseños se realicen de manera coordinada.
Cuando el diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del Equipo no se
realice mediante un modelo que integre el diseño de la fundación, se requiere necesariamente
de la correcta y oportuna coordinación entre el Diseñador el Equipo y el Diseñador de la
Fundación con el fin de obtener un diseño conjunto que permita el correcto comportamiento
del equipo durante y después del sismo. Esta correcta y oportuna coordinación es
responsabilidad del Dueño.
Para el diseño de la fundación, aplica lo señalado en la cláusula 3.8.3 del Capítulo 3.
a)
Requisitos sísmicos para el Equipo Compensación Serie
El diseño o verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de las diferentes partes
de estos Equipos se deberá efectuar mediante los siguientes dos métodos:
i)
Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2 con una razón
de amortiguación de 2%, modelando solamente la estructura de soporte, es decir el
conjunto de aisladores (columnas y diagonales) y la plataforma; la masa sísmica de los
equipos individuales soportados en la plataforma se considerará distribuida en los
puntos de anclaje de estos a la plataforma.
Mediante este método se diseñará la estructura de soporte propiamente tal y se
determinarán la Aceleración Basal máxima y las frecuencias a las que estarán
sometidos los equipos soportados por la plataforma.
Los equipos soportados en la plataforma se verificarán mediante el Método de
Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia fundamental definido en el
punto 2.4.2 del Capítulo 2.
Los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv” que se utilicen en la verificación de los
equipos individuales corresponderán a los que se obtengan de la relación entre la
Aceleración Basal de la plataforma con respecto a la aceleración máxima del Espectro
de Diseño definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1 con una razón de
amortiguamiento de 2%. Los Factores “Kh” y “Kv” deberán ser como mínimo 1,5.
ii)
Método de Análisis Dinámico definido en el punto 2.4.4 del Capítulo 2 con una razón
de amortiguación de 2%, modelando el Equipo en su conjunto, es decir, las columnas
y diagonales aisladoras, la plataforma y los equipos individuales soportados.
El cálculo dinámico global del conjunto de una fase del Equipo, calculado de acuerdo con el
literal ii) anterior, se utilizará para la verificación de cada equipo individual sobre la
plataforma siempre y cuando los valores de las solicitaciones sísmicas obtenidos sean
mayores a los obtenidos con el método descrito en el literal i) anterior.
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RECOMENDACIÓN DE REQUISITOS SÍSMICOS
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El diseño utilizando una razón de amortiguamiento superior a 2%, deberá ser validado con
una Prueba de Oscilación Libre de una fase del Equipo completa una vez concluido su
montaje en terreno. La Prueba de Oscilación Libre deberá realizarse de acuerdo a lo
señalado en la cláusula 2.6.1 del Capítulo 2.
En caso de que la Prueba de Oscilación Libre señale una razón de amortiguamiento menor a
la utilizada en el diseño, el Diseñador del Equipo deberá revisar su diseño para este nuevo
valor de razón de amortiguamiento y demostrar que todos los componentes siguen
cumpliendo los Factores de Seguridad de resistencia y desplazamientos señalados en la
presente Recomendación. En caso contrario, se deberán hacer las modificaciones de diseño
que correspondan.
b) Columnas y diagonales aislantes
Las columnas y diagonales aislantes que conforman la estructura de soporte del Equipo
deberán diseñarse con las fuerzas máximas obtenidas de acuerdo los métodos señalados en
la letra a) precedente y deberán cumplir con los requisitos de Factor de Seguridad definidos
en la sección 2.10 del Capítulo 2.
Las rótulas que se colocan en la parte inferior y superior de las columnas deberán diseñarse
para cumplir con la función de que las columnas solo toman esfuerzo axial de compresión.
c)
Plataforma
Para el caso particular de la plataforma, por ser parte del Equipo, es responsabilidad del
Diseñador del Equipo su diseño global, así como la revisión y validación de las memorias de
cálculo de las uniones y planos de fabricación y montaje que se elaboren en taller, con el fin
de garantizar que el detallamiento, necesario para la fabricación, transporte y montaje de la
plataforma, cumple con los siguientes requisitos mínimos:

El detallamiento es coherente con el diseño de la plataforma.

Permiten la correcta fabricación de los componentes de la plataforma.

Permiten el correcto montaje de la plataforma en terreno.

Permiten el correcto montaje de los equipos individuales que van sobre ella.

No modifica el comportamiento sísmico de los equipos individuales, comportamiento
obtenido de acuerdo con el modelo de análisis realizado para la Compensación Serie.
El acero estructural de la plataforma deberá cumplir con una resiliencia o tenacidad
garantizada mínima de 27 Joule a la temperatura que defina el Dueño, según sea la ubicación
de la subestación, pero en ningún caso mayor a 0°C.
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d) Sistema de Anclaje a la Fundación
El diseño de los sistemas de anclaje a la fundación es responsabilidad del Diseñador del
Equipo y deberán realizarse de acuerdo con lo señalado en la sección 3.6 y en la cláusula
3.8.3, ambas del Capítulo 3.
A1.6.2. Bancos de condensadores en derivación (shunt)
El Equipo Banco de Condensadores en derivación o Bancos Shunt está compuesto de varias
unidades de condensadores que están instalados a diferente altura, aislados eléctricamente y
soportados por estructuras metálicas horizontales, de acero o aluminio, conectados
rígidamente a las columnas aisladoras de soporte de porcelana.
En general, estos bancos de condensadores se pueden clasificar en:
a) Bancos de condensadores con neutro aislado de tierra.
Estos equipos tienen las unidades de condensadores instaladas sobre columnas de
aisladores a la tensión eléctrica nominal del sistema a que están conectados. Así, en
general tienen una estructura soporte de aisladores de la tensión nominal del sistema
eléctrico y luego continúa en altura una estructura que es una mezcla de aisladores y
estructura metálica en la que se intercalan las unidades de condensadores.
b) Banco de condensadores con neutro conectado a tierra.
Estos equipos tienen las unidades de condensadores instaladas en forma gradual sobre
columnas de aisladores a la tensión eléctrica nominal del sistema a que están conectados
en forma gradual a diferentes tensiones hasta la tensión nominal del sistema. Así, en
general el neutro de este equipo está aislado de tierra a un nivel bajo - medio de tensión
eléctrica. Su estructura es una mezcla de aisladores y estructuras metálicas en altura, en
las que se intercalan las unidades de condensadores.
Las fuerzas horizontales provenientes de sus componentes pueden ser resistidas directamente
por las columnas de porcelana y/o por elementos diagonales aislantes de material cerámico o
polimérico. No será obligatorio la incorporación de rótulas en las partes inferior ni superior de
las columnas de porcelana, lo que dependerá en todo caso de la resistencia de los elementos.
Para los equipos correspondientes a la letra a) anterior, aplican los mismos requisitos que para
los Equipos de Compensación Serie de Líneas de Transmisión establecidos en la cláusula A1.6.1
de este Anexo N°1. Para los equipos correspondientes a la letra b) anterior, aplica solamente
el método señalado en el literal ii) de la letra a) de la misma cláusula.
Para los equipos correspondientes a la letra a) o letra b) con nivel de tensión hasta 72,5 kV, se
aceptará que la verificación se realice mediante el Método de Coeficientes Estáticos definido
en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una razón de amortiguamiento de 2% y
Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
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Para el diseño de los sistemas de anclaje y de la fundación, aplica lo señalado en la sección 3.6
y en la cláusula 3.8.3, ambas del Capítulo 3.
A1.7.
EQUIPOS FLEXIBLES CON SIMETRÍA RESPECTO A SU EJE VERTICAL
Ejemplos de estos equipos son:

Interruptores de una cámara, Transformadores de Corriente, Aisladores de Soporte
y otros equipos similares, cuya verificación del cumplimiento de los requisitos
sísmicos se señala en las cláusulas A1.7.1 y A1.7.2 siguientes.

Pararrayos, cuya verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se señala
en la cláusula A1.7.3 siguiente.

Equipos con caja metálica (estanque) inferior, tales como Transformadores de
Potencial, Condensadores de Acoplamiento y otros equipos similares, cuya
verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se señala en la cláusula
A1.7.4 siguiente.
La verificación del cumplimiento de los requisitos símicos de estos equipos deberá distinguir si
ésta se refiere a:

Equipo con o sin dispositivos amortiguadores.

Equipo con o sin estructura de soporte.
A1.7.1. Equipo sin amortiguadores
Equipos de nivel tensión hasta 36 kV se verificarán mediante el Método Estático Simplificado
definido en la cláusula 2.4.3 del Capítulo 2 y considerando Factores de Amplificación Kh = Kv =
1,0.
Para equipos de nivel tensión mayores a 36 kV, la verificación se deberá efectuar por prueba
sísmica en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en el la sección 2.5 del Capítulo 2.
Alternativamente, para equipos de niveles de tensiones hasta 550 kV que se instalen sobre
estructuras de soporte de acuerdo con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la
cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice mediante el
Método de Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia fundamental definido en
la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una razón de amortiguamiento de 2% y Factores
de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
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A1.7.2. Equipos con amortiguadores
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se deberá efectuar
por prueba sísmica en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo
2, independiente del nivel de tensión.
Alternativamente, para equipos con niveles de tensión hasta 245 kV que se instalen sobre
estructuras de soporte de acuerdo con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la
cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice de acuerdo a la
siguiente metodología:
a) Determinación de la razón de amortiguamiento y frecuencia fundamental mediante
Prueba de Oscilación Libre señalada en la cláusula 2.6.1 del Capítulo 2.
b) Equipos con nivel de tensión menor a 170 kV: mediante el Método de Coeficientes
Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando la razón de
amortiguamiento y frecuencia fundamental obtenidas de acuerdo a lo señalado en la
letra a) precedente y Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
c) Equipos con nivel de tensión desde 170 kV y hasta 245 kV: lo señalado en la letra b)
precedente, complementado con el Método de Análisis Dinámico definido en la
cláusula 2.4.4 del Capítulo 2 y las siguientes disposiciones:

Mediante el Método de Coeficientes Estáticos se determinarán las fuerzas sísmicas
en los distintos componentes del equipo.

Mediante el Método de Análisis Dinámico se evaluará el comportamiento sísmico
del equipo verificado estáticamente: se determinarán los desplazamientos del
equipo y se corregirán al alza las fuerzas sísmicas en aquellas secciones del equipo
que el análisis dinámico señale como mayores a las obtenidas mediante el análisis
por Coeficientes Estáticos.
En ningún caso se aceptará que las fuerzas sísmicas obtenidas mediante el análisis por
Coeficientes Estáticos sean corregidas a la baja, salvo que el equipo y su amortiguación se
verifiquen mediante ensayo en mesa vibratoria.
A1.7.3. Pararrayos
Para los Pararrayos aplica lo señalado en las cláusulas A1.7.1 y A1.7.2 anteriores,
complementado con las disposiciones de la presente cláusula debido a que se deberá también
verificar la integridad interna del equipo.
Equipos de nivel tensión hasta 36 kV y sin amortiguadores se verificarán mediante el Método
Estático Simplificado definido en la cláusula 2.4.3 del Capítulo 2 y considerando Factores de
Amplificación Kh = Kv = 1,0.
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Para equipos de nivel tensión mayores a 36 kV, con o sin amortiguadores, la verificación del
cumplimiento de los requisitos sísmicos se deberá efectuar por prueba sísmica en mesa
vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2, incluyendo la verificación
de las bases aislantes y de sus componentes internos mediante la ejecución de los ensayos de
rutina antes y después del ensayo sísmico.
No se aceptarán variaciones significativas en los resultados de las mediciones de estas pruebas
de rutina, pruebas que deberán incluir obligatoriamente el control de estanqueidad de cada
unidad.
Se considerará que el equipo cumple con las exigencias de la presente Recomendación si los
valores medidos en los ensayos de rutina antes y después del ensayo sísmico están dentro de
los límites de aceptación definidos por el Fabricante o los definidos en las normas IEC 60099 e
IEEE C92.11, aplicando el límite que sea más restrictivo de estos requisitos.
Alternativamente, para Pararrayos con nivel de tensión hasta 123 kV que se instalen sobre
estructuras de soporte de acuerdo con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la
cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice mediante el
Método de Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia propia definido en la
cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una razón de amortiguamiento de 2% y Factores de
Amplificación Kh = Kv = 1,0.
En este caso las bases aislantes de los Pararrayos se verificarán estáticamente considerando el
momento basal determinado para el equipo.
Para Pararrayos de Transformadores de Poder se deberán considerar los Factores de
Amplificación “Kh” y “Kv” señalados en la letra f) de la cláusula A1.4
A1.7.4. Transformadores de Potencial, Condensador de Acoplamiento y otros similares
Para los equipos con simetría vertical y con caja metálica (estanque) inferior, como son los
Transformadores de Potencial, los Condensadores de Acoplamiento y otros equipos similares,
aplican las cláusulas A1.7.1 y A1.7.2 anteriores, según tengan o no amortiguadores, y los
siguientes requisitos adicionales:
a) Equipos que, pudiendo verificar el cumplimiento de las exigencias sísmicas mediante
el Método de Coeficientes Estáticos, deberán demostrar mediante cálculo o mediante
un ensayo estático que su estanque y su tapa o cubierta tienen una rigidez mínima de
30 Hz.
b) Equipos que, pudiendo verificar el cumplimiento de las exigencias sísmicas mediante
el Método de Coeficientes Estáticos, no puedan demostrar lo señalado en la letra a)
precedente, deberán verificar el cumplimiento de las exigencias sísmicas por prueba
sísmica en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2.
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c) La memoria de cálculo del equipo deberá demostrar que tanto el equipo como su
estanque y su cubierta cumplen con los Factores de Seguridad señalados en la sección
2.10 del Capítulo 2.
A1.7.5. Requisitos para estructura de soporte
La estructura soporte del equipo, ya sea que forme parte o no del suministro del equipo,
deberá cumplir con todos los requisitos señalados en la sección 3.5 del Capítulo 3:
a) Si la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo ha sido
efectuada de manera conjunta del equipo con su estructura de soporte en ensayo de
mesa vibratoria de acuerdo con lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2, el
Proveedor deberá suministrar el equipo y la estructura de soporte y deberá entregar
junto con los documentos de respaldo del cumplimiento de los requisitos sísmicos del
equipo propiamente tal, la siguiente documentación:

Memoria de cálculo de respaldo de que la estructura de soporte cumple con todos
los requisitos señalados en la sección 3.5 del Capítulo 3, incluyendo el detalle del
cumplimiento de los requisitos señalados en la cláusula 3.5.7.

Los planos de dimensiones y perfiles de la estructura de soporte utilizada en el
ensayo en mesa vibratoria y los planos de dimensiones y perfiles de la estructura
de soporte que se suministrará junto con el equipo.
El nivel de detalle de la información de ambos planos deberá corresponder a planos del
tipo “para fabricación y montaje”, de modo de que tanto el Revisor Sísmico, en la etapa
de ingeniería, y posteriormente la Inspección en terreno, previo al montaje, puedan
verificar que la estructura de soporte es la misma con la que se verificó el cumplimiento
sísmico del equipo y cuyo diseño se respalda en la memoria de cálculo señalada.
b) Si la estructura de soporte es suministrada por el Proveedor del equipo, pero no se ha
verificado en conjunto el equipo con la estructura soporte en ensayo de mesa
vibratoria, el Proveedor deberá entregar junto con los documentos de respaldo del
cumplimiento de los requisitos sísmicos del equipo propiamente tal, la siguiente
información:

Memoria de cálculo de respaldo de que la estructura de soporte cumple con todos
los requisitos señalados en la sección 3.5 del Capítulo 3, incluyendo el detalle del
cumplimiento de los requisitos señalados en la letra b) de la cláusula 3.5.3, en la
cláusula 3.5.4 y en la cláusula 3.5.7 de dicho capítulo.

Los planos de dimensiones y perfiles de la estructura de soporte suministrada con
información correspondiente a planos del tipo “para fabricación y montaje” de
modo de que tanto el Revisor Sísmico, en la etapa de ingeniería, y posteriormente
la Inspección en terreno, previo al montaje, puedan verificar que la estructura de
soporte es la misma cuyo diseño se respalda en la memoria de cálculo señalada.
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En caso de que el Proveedor del equipo no entregue la información solicitada o la
información entregada no permita al Revisor Sísmico verificar que la estructura cumple
en particular con todos los requisitos señalados en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la
cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3, entonces se deberá considerar la estructura soporte
como flexible y por lo tanto se deberá verificar el equipo con la estructura soporte
mediante ensayo en mesa vibratoria de acuerdo con lo señalado en la sección 2.5 del
Capítulo 2.
Independiente de si la estructura de soporte es parte o no del suministro del equipo, es el
Diseñador del Equipo el responsable de diseñar el sistema de fijación del equipo a la estructura,
definiendo cantidad, diámetro y calidad de los pernos de fijación, así como cualquier otro
elemento que sea necesario para el montaje del equipo a la estructura de soporte.
Si la estructura de soporte es parte del suministro del equipo, el Diseñador de la estructura de
soporte será el responsable de diseñar el sistema de anclaje de ésta a la fundación, diseño que
deberá realizarse de acuerdo con los requisitos señalados en la sección 3.6 del Capítulo 3 y que
deberá estar incluido dentro de la Memoria de Cálculo que respalda el diseño de la estructura
de soporte.
A1.8.
EQUIPOS FLEXIBLES SIN SIMETRÍA RESPECTO A SU EJE VERTICAL
Ejemplo de estos equipos son los Interruptores de 2 cámaras horizontales, Desconectadores y
otros similares.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos deberá distinguir
si ésta se refiere a:

Equipo con o sin dispositivos amortiguadores.

Equipo con o sin estructura de soporte.
A1.8.1. Equipo sin amortiguadores
Equipos de nivel tensión hasta 36 kV se verificarán mediante el Método Estático Simplificado
definido en la cláusula 2.4.3 del Capítulo 2 y considerando Factores de Amplificación Kh = Kv =
1,0.
Para equipos de nivel tensión mayores a 36 kV, la verificación se deberá efectuar por prueba
sísmica en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en el la sección 2.5 del Capítulo 2.
Alternativamente, para equipos con tensiones hasta 245 kV que se instalen sobre estructuras
de soporte de acuerdo con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la cláusula 3.5.4,
ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice mediante la siguiente
metodología que combina el Método de los Coeficientes Estáticos con el Método de Análisis
Dinámico:
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a) Determinación de las fuerzas sísmicas en los distintos componentes del equipo
mediante el Método de Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia
fundamental definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando una razón de
amortiguamiento de 2% y Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
b) Mediante el Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2 se
evaluará el comportamiento sísmico del equipo verificado estáticamente: se
determinarán los desplazamientos del equipo y se corregirán al alza las fuerzas sísmicas
en aquellas secciones del equipo que el análisis dinámico señale como mayores a las
obtenidas mediante el análisis por Coeficientes Estáticos.
En ningún caso se aceptará que las fuerzas sísmicas obtenidas mediante el análisis por
Coeficientes Estáticos sean corregidas a la baja, salvo que el equipo y su razón de
amortiguamiento se verifiquen mediante ensayo en mesa vibratoria.
A1.8.2. Equipos con amortiguadores
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se deberá efectuar
por prueba sísmica en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo
2, independiente del nivel de tensión.
Alternativamente, para equipos con tensiones hasta 170 kV que se instalen sobre estructuras
de soporte de acuerdo con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la cláusula 3.5.4,
ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice de acuerdo con la siguiente
metodología que combina el Método de los Coeficientes Estáticos con el Método de Análisis
Dinámico:
a) Determinación de la razón de amortiguamiento mediante Prueba de Oscilación Libre
señalada en la cláusula 2.6.1 del Capítulo 2.
b) Determinación de las fuerzas sísmicas en los distintos componentes del equipo
mediante el Método de Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia propia
definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, considerando la razón de amortiguamiento
determinada en la letra a) precedente y Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,0.
c) Mediante el Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2 se
evaluará el comportamiento sísmico del equipo verificado estáticamente: se
determinarán los desplazamientos del equipo y se corregirán al alza las fuerzas sísmicas
en aquellas secciones del equipo que el análisis dinámico señale como mayores a las
obtenidas mediante el análisis por Coeficientes Estáticos.
En ningún caso se aceptará que las fuerzas sísmicas obtenidas mediante el análisis por
Coeficientes Estáticos sean corregidas a la baja, salvo que el equipo y su razón de
amortiguamiento se verifiquen mediante ensayo en mesa vibratoria.
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A1.8.3. Desconectadores
Los Desconectadores no podrán tener sistema de amortiguación.
Equipos de nivel tensión hasta 36 kV se verificarán mediante el Método Estático Simplificado
definido en la cláusula 2.4.3 del Capítulo 2 y considerando Factores de Amplificación Kh = Kv =
1,0.
Equipos con nivel de tensión desde 72,5 kV se verificarán por prueba sísmica en mesa vibratoria
de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2 y siempre deberán estar instalados
sobre estructuras de soporte que cumplan con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y
en la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3.
Para los Aisladores de Soporte de porcelana que forman parte de los Desconectadores, la
verificación del cumplimiento del Factor de Seguridad definido en la cláusula 2.10.2 del
Capítulo 2 deberá ser demostrada considerando el valor nominal mínimo garantizado de
resistencia a la flexión conforme a la designación de la resistencia mecánica de la Norma
IEC60273, como se establece en la cláusula A1.13.4. de la presente Recomendación.
Se considerará que el Desconectador cumple con los requisitos sísmicos de la presente
Recomendación si se ha verificado en su condición de montaje, ya sea horizontal o vertical, y
en su condición de uso, es decir, en posiciones abierto y cerrado, considerando las direcciones
longitudinal y transversal a un polo del equipo.
Las posiciones del Desconectador para su verificación de uso deberán ser mantenidas por el
mecanismo de operación del equipo y en la posición cerrado del equipo, los contactos no
deberán separarse como consecuencia de la oscilación de las columnas que accionan los brazos
(ausencia de micro-interrupciones eléctricas durante la prueba en mesa vibratoria).
Alternativamente, para equipos con tensiones hasta 123 kV instalados sobre estructuras de
soporte que cumplan con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y en la cláusula 3.5.4,
ambas del Capítulo 3, se aceptará que la verificación se realice mediante el Método de
Coeficientes Estáticos sin determinación de la frecuencia fundamental definido en la cláusula
2.4.2 del Capítulo 2, considerando una razón de amortiguamiento de 2% y Factores de
Amplificación Kh = Kv = 1,0. En este caso, la ausencia de micro-interrupciones eléctricas de los
contactos del equipo durante el sismo deberá ser demostrada por cálculos.
Desconectadores con accionamiento tripolar con nivel de tensión mayor a 72,5 kV instalados
sobre estructuras de soporte suministradas junto con el equipo y que no cumplan con lo
señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y/o en la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3,
deberán ser ensayados junto con su estructura de soporte en mesa vibratoria de acuerdo a lo
señalado en la sección 2.5 del Capítulo 2 considerando los 3 polos del equipo.
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A1.8.4. Requisitos para estructura soporte
La estructura soporte del equipo, ya sea que forme parte o no del suministro del equipo,
deberá cumplir con los requisitos señalados en la cláusula A1.7.5 del presente Anexo N°1.
A1.9.
INTERRUPTORES
A1.9.1. Interruptores de Estanque Vivo o Live Tank
Para estos Interruptores aplica lo señalado en las secciones A1.7 y A1.8 anteriores según sea
su configuración.
Cuando la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se realice mediante prueba
en mesa vibratoria, el ensayo de multifrecuencia definido en la letra f) de la cláusula 2.5.2
deberá efectuarse dos veces, la primera vez con el equipo en posición “cerrado” y la segunda
vez efectuando una operación O-CO (apertura – cierre – apertura) durante la parte con
movimiento fuerte de dicho ensayo.
A1.9.2. Interruptores de Estanque Muerto o Dead Tank
Estos Interruptores siempre deberán estar instalados sobre estructuras de soporte que
cumplan con lo señalado en los literales ii) y iii) de la letra b) de la cláusula 3.5.3 y con lo
señalado en la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3.
Cuando se demuestre mediante cálculo o mediante un ensayo estático que el estanque y
torretas de estos Interruptores tiene una rigidez mínima de 30 Hz, la verificación del
cumplimiento de las exigencias sísmicas se podrá realizar mediante el Método de Coeficientes
Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2. En tal caso, la verificación del
cumplimiento de las exigencias sísmicas de los bushings se deberá realizar de acuerdo a lo
señalado para los Bushing Tipo 1 en la letra e) de la cláusula A1.4 del presente Anexo N°1
considerando Factores de Amplificación Kh = Kv = 1,25.
Cuando no se pueda demostrar que el estanque de estos Interruptores tiene una rigidez
mínima de 30 Hz, entonces la verificación del cumplimiento de las exigencias sísmicas se
deberá realizar mediante prueba en mesa vibratoria de acuerdo a lo señalado en la sección 2.5
del Capítulo 2. En tal caso, la verificación del cumplimiento de las exigencias sísmicas de los
bushings se deberá realizar de acuerdo a lo señalado para los Bushing Tipo 1 en la letra e) de
la cláusula A1.4 del presente Anexo N°1 incluyendo los valores de los Factores de Amplificación
“Kh” y “Kv” allí señalados.
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A1.10.
EQUIPOS MONTADOS EN ALTURA
A1.10.1. Equipos montados sobre estructuras tipo parrón
Las estructuras tipo parrón se definen en la cláusula 1.2.27 del Capítulo 1 y se caracterizan,
entre otros, por no cumplir con lo señalado en la letra b) de la cláusula 3.5.3 y/o con lo señalado
en la cláusula 3.5.4, ambas del Capítulo 3, y por tener equipos instalados sobre sus vigas o
pilares.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se deberá realizar
de acuerdo con los siguientes Factores de Amplificación:

Kh = A’o/Ao ≤ 3, donde “A’o” está definida en la cláusula 3.10.2 del Capítulo 3 y “Ao”
está definida en la cláusula 1.3.2 del Capítulo 1.

Kv = 1,4 para equipos instalados sobre elementos horizontales, tales como las vigas del
parrón, crucetas y otros similares.

Kv = 1,0 para equipos de disposición vertical instalados directamente sobre los pilares
del parrón.
Equipos de nivel tensión hasta 36 kV se verificarán mediante el Método Estático Simplificado
definido en la cláusula 2.4.3 del Capítulo 2, con los Factores de Amplificación “Kh” y “Kv”
definidos en la presente sección.
Equipos con nivel de tensión hasta 72,5 kV se verificarán mediante el Método de Coeficientes
Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2, con los Factores de Amplificación “Kh” y
“Kv” definidos en la presente sección.
No se podrán instalar equipos con nivel de tensión mayor a 72,5 kV en este tipo de estructuras.
Cuando la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se realice
mediante el Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2, el modelo
deberá considerar que el sistema estructural de análisis corresponde a Equipo + Parrón. Para
este caso Kh = kV = 1,0.
A1.10.2. Equipos montados sobre estructuras altas
Las estructuras altas se definen en la cláusula 1.2.23 del Capítulo 1.
Cuando la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se realice
mediante alguno de los métodos estáticos definidos en las cláusulas 2.4.1 a 2.4.3 del Capítulo
2, esta verificación se deberá realizar de acuerdo con los siguientes Factores de Amplificación:

Kh = A’o/Ao ≤ 3, donde “A’o” está definida en la cláusula 3.10.2 del Capítulo 3 y “Ao”
está definida en la cláusula 1.3.2 del Capítulo 1.
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
Kv = 1,4 para equipos instalados sobre elementos horizontales, tales como vigas de
marcos o portales, crucetas de torres y otros similares.

Kv = 1,0 para equipos de disposición vertical instalados directamente sobre elementos
verticales tales como pilares, cuerpos de torres y otros similares.
Cuando la verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de estos equipos se realice
mediante el Método de Análisis Dinámico definido en la cláusula 2.4.4 del Capítulo 2, el modelo
deberá considerar que el sistema estructural de análisis corresponde a Equipo + Estructura
Alta. Para este caso Kh = kV = 1,0.
A1.10.3. Equipos dentro de edificios o salas, montados en pisos superiores al nivel de terreno
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se deberá realizar de acuerdo con
el método le corresponda al tipo de equipo según lo definido en el presente Anexo N°1
considerando los siguientes Factores de Amplificación:
a) Para salas con un máximo de 3 pisos:
Kh = 1,5
Kv = 1,4
Valores menores de “Kv” deberán ser debidamente justificados.
b) Para salas de más de 3 pisos: “Kh” y “Kv” deberán ser los señalados en la cláusula
A1.10.2
A1.11.
EQUIPOS ELÉCTRICOS INSTALADOS SUSPENDIDOS
Se entenderá por equipo suspendido (o colgado) al equipo eléctrico que cuelga libremente
desde techos de salas, parte inferior de vigas de Estructuras Altas y similares, mediante
elementos flexibles que permiten un movimiento pendular del equipo.
El Diseñador del equipo deberá definir los puntos de suspensión que permitirán la fijación del
equipo en el lugar de instalación.
El sistema de suspensión que se defina en el proyecto deberá ser consistente con los puntos
definidos en el equipo y con la condición de flexibilidad necesaria para permitir el movimiento
pendular señalado en el párrafo precedente.
Si el sistema de suspensión no permite el movimiento pendular del equipo, entonces el equipo
no podrá considerarse como suspendido y deberá diseñarse de acuerdo con los requerimientos
señalados en la cláusula A1.10 o A1.12 según corresponda.
Los equipos eléctricos suspendidos se diseñarán mediante un análisis estático de fuerzas
considerando el equipo en condición de cuerpo libre de acuerdo con los siguientes requisitos:
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a)
Puntos de suspensión y sistema de suspensión.
Cada punto de suspensión y el sistema de suspensión deberán ser capaces de soportar y
transmitir la siguiente combinación de fuerzas verticales y horizontales:

Fuerza vertical (hacia arriba) de 5 veces el peso del equipo en los puntos de
suspensión, más cualquier fuerza operacional vertical hacia arriba.

Fuerza horizontal de 0,5 veces el peso del equipo en los puntos de suspensión, más
cualquier fuerza operacional horizontal.
b) La estructura transmisora de la carga del equipo deberá ser capaz de transmitir las fuerzas
combinadas horizontales y verticales hacia el punto de suspensión. Se deberá considerar
el peso propio, las cargas operaciones y una fuerza vertical hacia abajo de 4 veces el peso
del equipo.
Con el propósito de simular el efecto de la conexión eléctrica en el extremo libre del equipo,
se deberá considerar el diagrama de cuerpo libre mostrado en la Figura A1.2. Dicha
conexión eléctrica deberá ser lo suficientemente flexible de manera tal de permitir el
movimiento pendular propio del equipo.
Figura A1.2: Equipo suspendido
A1.12.
INSTALACIONES DE TRANSMISIÓN EN HVDC Y SUS SALAS DE VÁLVULAS
Los requisitos sísmicos de los equipos HVDC (High Voltage Direct Current) son los mismos para
los tipos de equipos equivalentes señalados en el presente Anexo N°1.
Equipos auxiliares en HVDC deberán ser diseñados considerando que su disponibilidad postsismo deberá ser la misma que la de los equipos eléctricos definidos en el presente Anexo N°1.
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Caso especial son las válvulas para HVDC cuando sus elementos de fijación se instalan en los
techos de la sala que las contiene.
Debido a que se instalan en altura, la solicitación sísmica sobre estos equipos deberá considerar
que la Aceleración Basal no es el valor de “Ao” definido en la cláusula 1.3.2 del Capítulo 1, sino
que corresponde a una aceleración horizontal y vertical amplificadas por a lo menos las
siguientes situaciones:

La condición de instalación en altura.

Las rigidez o flexibilidad tanto de la sala de válvulas como del techo de la sala.
En consecuencia, el diseño de las válvulas y el diseño de las salas que las contienen deberá
realizarse de manera conjunta y mediante un modelo de análisis que permita determinar las
solicitaciones y desplazamientos sobre el equipo, la sala y en particular del techo, de tal modo
de cumplir con las tolerancias de operación del equipo definidas por el Fabricante.
De ser necesario, se deberán considerar elementos que restrinjan los desplazamientos sobre
el equipo para que estos desplazamientos sean compatibles con su operación.
De acuerdo con lo señalado, la solicitación sísmica para el diseño de las Salas de Válvulas para
HVDC deberá ser el Espectro de Diseño definido en la cláusula 1.3.4 del Capítulo 1.
A1.13.
OTROS EQUIPOS
A1.13.1. Bancos de baterías acumuladoras
Los bancos de baterías acumuladoras a que se refiere este párrafo corresponden a los bancos
de batería tipo estacionarias, compuesto de un conjunto de celdas de baterías tipo estación,
montados en estructura de soporte, usados en las instalaciones eléctricas, como subestaciones
y centrales generadoras de electricidad, y que forman parte de los servicios auxiliares
esenciales de las instalaciones eléctricas.
Las estructuras de soporte de los bancos de baterías deberán tener una frecuencia equivalente
mayor o igual a 20 Hz, en cualquier dirección, calculada con la masa de las celdas de baterías
distribuida en la base de apoyo de estas en la estructura.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se realizará mediante el Método
Estático definido en la cláusula 2.4.1 del Capítulo 2.
Para el diseño de los sistemas de anclajes del banco de baterías a la fundación se deberán
considerar Factores de Amplificación Kh=1,25 y Kv=1,0 y las disposiciones señaladas en la
sección 3.6 del Capítulo 3.
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Si el banco de batería se instala en un edificio o sobre una estructura en altura, se deberá
considerar además el aumento de las aceleraciones sísmicas basales de acuerdo con lo
señalado en la cláusula 2.13 del Capítulo 2.
Las conexiones eléctricas entre las celdas de las baterías deberán ser flexibles de modo que
permitan pequeños movimientos relativos sin someter a esfuerzos los bornes de las celdas.
Entre las celdas de baterías y la estructura y entre celdas deberá haber un material más blando
que absorba las imperfecciones y evite la concentración de esfuerzos. Las celdas deberán
quedar atrincadas a la estructura de soporte. No deberá ser posible que se produzcan
desplazamientos de las celdas de baterías respecto de la estructura soporte durante sismos.
Las conexiones eléctricas hacia el exterior de cada subconjunto de banco de batería y también
del banco de baterías deberán ser flexibles y tener las suficientes holguras de modo que por
desplazamientos relativos no se puedan ejercer fuerzas significativas a los bornes de conexión.
Para las baterías con electrolito corrosivo el anclaje se deberá diseñar con el cuidado que las
patas de acero de la estructura no estén en contacto directo con el piso y los pernos de anclaje
sean de material que no se afecte por el tipo de electrolito.
A1.13.2. Celdas metálicas autosoportadas ancladas al piso
Las celdas metálicas autosoportadas a que se refiere este párrafo corresponden al siguiente
equipamiento en celdas metálicas, tales como:
•
Celdas de maniobras de Media y Baja Tensión.
•
Tableros generales y de distribución eléctrica y centros de control de motores.
•
Celdas de control y protecciones.
•
Celdas de telecomunicación.
•
Celdas de baterías acumuladoras con gel, selladas.
•
Celdas con transformadores de poder.
•
Cargadores de baterías.
•
UPS.
•
Otras celdas metálicas, etc.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de las celdas metálicas se realizará
mediante el Método de Coeficientes Estáticos definido en la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2,
considerando una razón de amortiguamiento de 2% y Factores de Amplificación Kh= 1,0;
Kv=1,0.
En las celdas metálicas se verificará su estructura soportante considerando las masas de los
elementos contenidos. También se verificará la fijación a la celda de los elementos contenidos
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en ella, especialmente cuando estos elementos sean de un peso importante (mayores a 30
daN).
Para el diseño de los sistemas de anclajes a la fundación se deberán considerar Factores de
Amplificación Kh=1,5 y Kv=1,0 y los requisitos señalados en la cláusula 3.6 del Capítulo 3. El
diseño de los sistemas de anclaje deberá incluir el análisis de la base de anclaje en las zonas de
alojamiento de los pernos de anclaje.
Si las celdas se instalan en un piso superior dentro de la sala o edificio, se deberá considerar
además el aumento de las aceleraciones sísmicas basales de acuerdo con lo señalado en la
cláusula 2.13 del Capítulo 2.
Para el equipamiento de potencia instalado en el interior de la celda, pero anclado
directamente al piso dentro de la celda, como ocurre en algunos diseños cuando la celda
incluye un transformador de poder, se efectuará la verificación del equipo y de su anclaje
individualmente. Se deberá incluir una verificación de los desplazamientos de la celda a fin de
confirmar que se mantienen las distancias eléctricas seguras entre fases y masa.
Los componentes electrónicos críticos deberán soportar los requisitos de vibraciones que se
exige en sus propias especificaciones.
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de la celda metálica individual más
desfavorable desde el punto de vista sísmico validará el conjunto de celdas siempre y cuando
todas las celdas metálicas sean del mismo tipo y estén ancladas al piso de la misma forma. Las
celdas deberán estar atornilladas entre sí lateralmente de manera tal que el comportamiento
sísmico del conjunto sea equivalente o más rígido que el comportamiento sísmico de la celda
individual para la cual se ha verificado el cumplimiento.
A1.13.3. Reactores en aire
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos de los reactores en aire se realizará
de acuerdo a lo siguiente:
a) Reactores en aire de tensiones superiores a 72,5 kV:
La verificación del cumplimiento de los requisitos símicos se efectuará por ensayo en
mesa vibratoria de la sección 2.5 del Capítulo 2. Alternativamente se aceptará efectuar
esta verificación por el Método de Análisis Dinámico que se establece en la cláusula 2.4.4
del Capítulo 2.
b) Reactores en aire de tensiones igual o inferior a 72,5 kV:
La verificación del cumplimiento de los requisitos sísmicos se efectuará por el Método de
Coeficientes Estáticos de la cláusula 2.4.2 del Capítulo 2. Para esta verificación se deberán
considerar los siguiente Factores de Amplificación:
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
Reactores en aire simples:
Kh = 1,0
Kv = 1,0

Reactores en aire instalados en columna:
Kh = 1,5
Kv = 1,0
Los reactores inmersos en líquido aislante deberán cumplir los requisitos que se establecen la
cláusula A1.4 de este Anexo N°1.
Los reactores en aire instalados suspendidos, como por ejemplo trampas de onda, deberán
cumplir los requisitos que se establecen en la cláusula A1.11 de este Anexo N°1.
Los elementos de los reactores en aire necesarios para otorgar distancia a la fundación o entre
reactores, son considerados, para el efecto de la presente Recomendación, como
componentes del reactor en aire. Estos elementos, habitualmente son aisladores los que son
necesarios para otorgar distancia a las fundaciones por efectos de permitir el enfriamiento por
convección, distancias eléctricas y efectos del campo magnético.
A1.13.4. Aisladores de Soporte de porcelana
Los Aisladores de Soporte de porcelana tienen distinta utilización en las instalaciones eléctricas
tales como soporte de conductores, soporte de equipos (reactores en aire), parte de los
equipos eléctricos (Desconectadores) u otras aplicaciones.
En este contexto, estos Aisladores de Soporte deberán ser considerados como equipos en lo
que se refiere al cumplimiento de los requisitos sísmicos definidos en la presente
Recomendación, sin embargo, la verificación del cumplimiento del Factor de Seguridad
definido en la cláusula 2.10.2 del Capítulo 2 deberá ser demostrada considerando el valor
nominal mínimo garantizado de resistencia a la flexión conforme a la designación de la
resistencia mecánica de la Norma IEC60273.
A1.14.
OTROS ELEMENTOS
A1.14.1. Barras rígidas de subestaciones aéreas
Las barras rígidas de subestaciones aéreas de alta tensión son elementos en altura que colectan
los flujos de potencia que entran y salen de la subestación. A estas barras se conectan los paños
y equipos de alta tensión de la subestación.
Las barras mismas están compuestas en general de tubos conductores, como por ejemplo de
aluminio o cobre, que por su forma no son flexibles.
Los requisitos que deberán cumplir estos elementos son los siguientes:
a) Si las barras rígidas son soportadas desde el nivel del suelo por medio de estructuras de
soporte y aisladores de pedestal, las estructuras de soporte deberán cumplir con todos
los requisitos de la sección 3.5 del Capítulo 3, incluyendo la letra b) de la cláusula 3.5.3 y
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la cláusula 3.5.4 de dicho capítulo, y los aisladores de pedestal deberán cumplir con la
sección A1.7 del presente Anexo N°1.
En este caso, al igual que los ductos de conexión GIL de los Equipos GIS, la barra rígida
deberá tener en toda su longitud solo una estructura de soporte que sea un punto fijo, es
decir, en el que no se permiten desplazamientos relativos con respecto a la estructura en
ninguna dirección, y siendo el resto de soportes una fijación que permita el deslizamiento
de la barra rígida en el sentido de la dirección de la barra (eje longitudinal).
b) Si las barras rígidas se instalan soportadas desde vigas de estructuras altas de
subestaciones según definición de la cláusula 1.2.24 del Capítulo 1, su sistema de fijación
deberá realizarse mediante cadenas de aisladores similares a los que se utilizan en las
líneas aéreas, ya sea de porcelana o poliméricos. Estas cadenas de aisladores deberán
tener disposición en “V” para restringir el desplazamiento horizontal de la barra tanto en
sentido transversal como en el sentido longitudinal.
El diseño de la barra rígida y su sistema de fijación deberá realizarse considerando lo
señalado en la cláusula A1.10.2.
Para ambas situaciones, las diferentes longitudes de barras de la subestación que se
interconectan entre sí deberán hacerlo por medio de conexiones flexibles con la holgura
que se indica en la sección 2.15 del Capítulo 2 y las conexiones de los equipos de la
subestación a la barra rígida deberán materializarse mediante conexiones flexibles como se
indica también en la sección 2.15 del Capítulo 2.
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ANEXO N°2
RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES
A2.1.
ALCANCE
El presente Anexo N°2 complementa al Capítulo 3 en cuanto en entregar recomendaciones
para el diseño de fundaciones perteneciente a las Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión.
Cuando en el diseño de las fundaciones de las Instalaciones se utilice alguna de las
recomendaciones señaladas en cualquiera de las secciones pertenecientes a este Anexo N°2 o
se utilice cualquiera de las metodologías de diseño que aquí se incluyen, entonces toda la
sección donde se encuentra dicha recomendación o metodología deberá ser utilizada
íntegramente.
Las metodologías que se incluyen en el presente Anexo corresponden a algunas de las
utilizadas en la actualidad para el diseño de fundaciones de las instalaciones objeto de la
presente Recomendación y en ellas se señala cuál es el alcance de aplicación para las que han
sido desarrolladas. Las metodologías que se incluyen en este Anexo en ningún caso
corresponden a metodologías exigidas para el diseño por las instalaciones de la presente
Recomendación; se incluyen como Anexo para que estén a disposición de los diseñadores que
así lo requieran y permita uniformar procedimientos y criterios y así evitar interpretaciones de
uso que eventualmente puedan tener distintos diseñadores.
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A2.2.
RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES CON MICROPILOTES Y PILAS
A2.2.1. Alcance
Para el diseño de fundaciones con micropilotes o con pilas de acuerdo a las disposiciones
señaladas en las cláusulas 3.7.6 y 3.7.7 de la presente Recomendación, se recomiendan
los criterios de diseño señalados en los documentos que se señalan a continuación.
A2.2.2. Documentos de referencia para el diseño de fundaciones con micropilotes
Como referencia para el diseño de fundaciones con micropilotes, se recomienda
considerar los siguientes documentos:
-
Eurocode, Geotechnical Design, EN1997.
-
Norma DIN 14199, “Execution of special geotechnical works – Micropiles”.
-
Norma DIN 1054, “Ground – Verification of safety earthworks and foundations”
-
DIN SPEC 18539 “Supplementary provisions to DIN EN 14199, Execution of special
geotechnical works – Micropiles.”
A2.2.3. Documentos de referencia para el diseño de fundaciones tipo pilas
Como referencia para el diseño de fundaciones tipo pilas, se recomienda considerar los
siguientes documentos:
-
Norma DIN 4014, 1990, Bored Cast In Place Piles.
-
IEEE Std 691-2001 “Guide for Transmission Structure Foundation Design and Testing,
Cap.5 Design of drilled shaft and direct embedment foundation”.
Para la verificación de la Resistencia Lateral se recomienda utilizar alguno de los siguientes
métodos:
a) Para pilas rígidas:
-
Resistencia Lateral Última según Método de Broms en “Lateral Resistance of Piles
in Cohesive Soils”, 1964, y “Lateral Resistance of Piles in Cohesiveless Soils”, 1964.
-
Resistencia Lateral Última según Método de Meyerhof de 1995.
-
Resistencia Lateral Última según Método de Hansen en “The últiate Resistance of
Rigid Piles against Transversal Forces”, 1961.
-
Resistencia Lateral Última según Método de Reese en “Lateral Loading of Deep
Foundations in Stiff Clay”, 1975.
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b) Para pilas flexibles:
-
Resistencia Lateral Última según Método de Broms en “Lateral Resistance of Piles
in Cohesive Soils”, 1964, y “Lateral Resistance of Piles in Cohesiveless Soils”, 1964.
-
Resistencia Lateral Última según Método de Meyerhof de 1995.
La definición de si una pila es rígida o flexible se encuentra en el literal iii) de la cláusula
3.7.7.2 de la presente Recomendación.
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A2.3.
MÉTODO X-Y MODIFICADO
A2.3.1. Alcance
El presente método está basado en el “Método X-Y” de la publicación “Transmission
Structures” publicado por el Bureau of Reclamation y se aplica a fundaciones que cumplen
con todas las características siguientes:

Fundaciones tipo zapatas aisladas (losa + vástago) cuyo sello de fundación se
encuentra apoyado en suelo distinto de roca (fundaciones no ancladas en roca) o
en rellenos estructurales de plataformas.

Fundaciones cuya solicitación principal es el momento flector uniaxial o biaxial.

Fundaciones diseñadas y/o construidas considerando la compactación de suelo
circundante de acuerdo con lo señalado en el Informe de Mecánica de Suelos.

Fundaciones diseñadas/construidas con una zarpa, en todo el contorno de la
fundación, de mínimo 20 cm inmersa dentro del terreno circundante, natural o
relleno estructural según Informe de Mecánica de Suelos, para permitir el
desarrollo de un cono de suelo ante solicitaciones de momento flector.
Ejemplos de este tipo de fundaciones son:
- Fundaciones de equipos de subestaciones.
- Fundaciones de estructuras altas donde a lo menos dos de sus patas están
apoyadas en una misma fundación.
La finalidad de este Método es evaluar el cumplimiento de las fundaciones señaladas para
los siguientes Criterios de Resistencia y Estabilidad definidos en la cláusula 3.7.3 de la
presente Recomendación:
-
Verificar que la tensión de contacto máxima en el suelo no sobrepase la tensión
admisible de acuerdo con lo señalado en la cláusula 3.7.3.1.
-
Verificar el volcamiento de la fundación de acuerdo con lo señalado en la cláusula
3.7.3.3.
El peso de suelo sobre la fundación que considera este método es el mismo considerado
en el Método X-Y publicado por el Bureau of Reclamation: 75% para la verificación de las
tensiones de contacto del suelo y 75% o 50% para la verificación del área comprimida
según sea el caso de si la fundación está totalmente comprimida o no.
A2.3.2. Verificación de la tensión de contacto máxima en el suelo
La verificación de la tensión de contacto deberá realizarse considerando la combinación
de solicitaciones más desfavorable.
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 CASO 1: Carga vertical de compresión y excentricidades menores a un sexto de sus
dimensiones en planta (considerar la Figura 1 de 4).
El Caso 1 corresponde a una fundación que solo considera el peso de suelo sobre la losa
de fundación (“Wp”).
Se calculan las excentricidades con las siguientes expresiones:
𝑃 = 0,75 ∙ 𝑊 + 𝑉 + 𝐶
𝑒 =
𝑀 − 0,125 ∙ 𝑎 ∙ 𝑊
𝑃
𝑒 =
𝑀 − 0,125 ∙ 𝑏 ∙ 𝑊
𝑃
y se calcula la tensión máxima en el suelo con la siguiente expresión:
𝜎
=𝐾∙
𝑃
𝐴
En donde los parámetros de las expresiones tienen los significados señalados en la
Figura 1 de 4 y Figura 4 de 4.
 CASO 2: Carga vertical de compresión y resultante fuera del tercio central (considerar
la Figura 2 de 4).
El Caso 2 corresponde a una fundación que considera la colaboración del cono de suelo
(“Wc”).
Se calculan las excentricidades con las siguientes expresiones:
𝑃 = 0,75 ∙ 𝑊 + 𝑉 + 𝐶
𝑒 =
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𝑀 − 0,25 ∙ 𝑎 ∙ 𝑊
𝑃
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𝑒 =
𝑀 − 0,25 ∙ 𝑏 ∙ 𝑊
𝑃
y se calcula la tensión máxima en el suelo con la siguiente expresión:
𝜎
=𝐾∙
𝑃
𝐴
En donde los parámetros de las expresiones tienen los significados señalados en la
Figura 2 de 4 y Figura 4 de 4.
 CASO 3: Carga vertical de tracción (considerar la Figura 3 de 4).
En este caso la tensión máxima de contacto no controla el diseño.
A2.3.3. Verificación del volcamiento de la fundación
La verificación del volcamiento de la fundación deberá realizarse considerando la
combinación de solicitaciones más desfavorable.
 CASO 1: Carga vertical de compresión y excentricidades menores a un sexto de sus
dimensiones en planta (considerar la Figura 1 de 4).
El Caso 1 corresponde a una fundación 100% comprimida, para la cual no corresponde
considerar la colaboración del cono de suelo.
Se calculan las excentricidades con las siguientes expresiones:
𝑃 = 0,75 ∙ 𝑊 + 𝑉 + 𝐶
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𝑒 =
𝑀 − 0,125 ∙ 𝑎 ∙ 𝑊
𝑃
𝑒 =
𝑀 − 0,125 ∙ 𝑏 ∙ 𝑊
𝑃
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En donde los parámetros de las expresiones tienen los significados señalados en la
Figura 1 de 4.
Para verificar la condición de fundación 100% comprimida solo se requiere que las
excentricidades calculadas verifiquen la siguiente relación:
𝑒
𝑒
1
+
≤
𝑎
𝑏
6
 CASO 2: Carga vertical de compresión y resultante fuera del tercio central (considerar
la Figura 2 de 4).
El Caso 2 corresponde a una fundación que tiene área traccionada, para la cual se
considera la colaboración del cono de suelo para ayudar a resistir el volcamiento.
Se calculan las excentricidades con las siguientes expresiones:
𝑃 = 0,50 ∙ 𝑊 + 𝑉 + 𝐶
𝑒 =
𝑀 − 0,167 ∙ 𝑎 ∙ 𝑊
𝑃
𝑒 =
𝑀 − 0,167 ∙ 𝑏 ∙ 𝑊
𝑃
En donde los parámetros de las expresiones tienen los significados señalados en la
Figura 2 de 4.
Para verificar que se cumple el área comprimida mínima de 80% solo se requiere que
las excentricidades calculadas verifiquen la siguiente relación:
𝑒
𝑎
+
𝑒
𝑏
≤ 0,23
 CASO 3: Carga vertical de tracción (considerar la Figura 3 de 4).
Para este caso no es necesario asegurar un porcentaje mínimo de área comprimida de
la fundación.
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Se deberán verificar las siguientes dos condiciones de manera simultánea:
𝑊
1,25 ∙ [𝑀 + 0,33 ∙ 𝑎 ∙ (𝑉 − 𝐶)]
≥
2
0,67 ∙ 𝑎
1,25 ∙ 𝑀 + 0,33 ∙ 𝑏 ∙ (𝑉 − 𝐶)
𝑊
≥
2
0,67 ∙ 𝑏
En donde los parámetros de las expresiones tienen los significados señalados en la
Figura 3 de 4.
Si ambas condiciones se cumplen, la fundación no presenta problemas de volcamiento,
en caso contrario la fundación es insuficiente.
A2.3.4. Consideraciones adicionales

Para el caso de fundaciones compuestas por losa con pilares o vástagos y relleno
compactado entre pilares, se puede considerar que el suelo entre los pilares es
“solidario” a la fundación de hormigón si la losa de apoyo es lo suficientemente rígida
como para que el conjunto se comporte como cuerpo rígido. Se considera que un buen
valor para el espesor de la losa para lograr esto es que sea superior a un tercio de la
separación libre de los pilares.

Para la estabilidad al volcamiento se deberá considerar que el campo de aceleraciones
verticales, de existir, afecta a todas las masas sobre el sello de fundación, es decir,
también incluye a la fundación “C” y al suelo directamente sobre la fundación “Wp”.

Para el cálculo de las tensiones de contacto y para la verificación de la estabilidad al
volcamiento se deberán considerar, además de lo señalado en el párrafo anterior,
situaciones particulares de suelo como por ejemplo la presencia de napa freática sobre
el nivel de sello de fundación.

Fundaciones que, estando dentro del alcance descrito en el punto 1, por razones
particulares no desarrollen el cono de arranque de suelo, podrán igualmente diseñarse
con el Caso 2 (Figura 2 de 4, resultante fuera del tercio central) considerando que “Wc”
definido en el método corresponde sólo al peso del suelo directamente sobre la
fundación, es decir, “Wp” descrito en la Figura 1 de 4. Ejemplos de esta situación son
fundaciones en que al menos uno de sus lados es colindante con un foso, muro u otra
fundación, entre otros.
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FIGURAS METODO X-Y MODIFICADO
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A2.4.
MÉTODO DE SULZBERGER
A2.4.1. Alcance
El presente método corresponde al establecido por la "Comisión para la revisión de las
prescripciones federales suizas" con adaptaciones menores.
Fue desarrollado por el ingeniero Sulzberger de la Comisión Suiza Federal para el diseño
de las fundaciones que cumplan los siguientes requisitos en forma simultánea:

Fundación de tipo dado o monobloque.

Fundación hormigonada contra terreno natural o contra el relleno debidamente
especificado en la Mecánica de Suelos del proyecto y ejecutado con colocación y
compactación controlada.

Solicitaciones volcantes uniaxiales.
El método de Sulzberger permite determinar las presiones de contacto de la fundación
con el suelo, tanto lateral como basal. Se deberán por lo tanto definir en el Informe de
Mecánica de Suelos los parámetros de reacción lateral y basal del suelo (coeficientes de
balasto) como también las capacidades de soporte admisibles.
La verificación al volcamiento de las fundaciones diseñadas con este método deberá
cumplir que el ángulo de giro “𝜺” de la fundación sea tal que 𝑡𝑔 (𝜀) ≤ 0,01 salvo que el
Informe de Mecánica de Suelos señale un valor más restrictivo.
A2.4.2. Verificación de las presiones de contacto
Se deberá verificar que las presiones laterales y basales sean inferiores a las admisibles.
De acuerdo con la terminología usada en la figura adjunta, se tiene:
La presión lateral superior:
𝑝 =
(1 − 𝛼)
𝑘 ∙ ℎ ∙ 𝑡𝑔 𝜀
4
La presión lateral inferior:
𝑝 = 𝛼 ∙ 𝑘 ∙ ℎ ∙ 𝑡𝑔 𝜀
La presión basal:
𝑝 =
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2 ∙ 𝐾 ∙ 𝑃 ∙ 𝑡𝑔 𝜀
𝑏
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En que:

𝛼, define la ubicación del punto de giro de la fundación.
𝛼=
1
𝛽∙𝑄
1−
3
𝑊 ∙ 𝐾 ∙ 𝑡𝑔 𝜀

𝛽 =1−

para valores de 𝐻 > 5ℎ, considerar 𝛼 =

𝑊 : corresponde al módulo de flexión lateral de la fundación.
≤ 1.0
𝑊 =
𝑏∙ℎ
𝛽∙𝑄
≥
6
𝑘 ∙ 𝑡𝑔 𝜀

P: es el peso total a nivel de sello de fundación.

Q: es la suma de todas las fuerzas horizontales.

𝐾 : es el coeficiente de reacción lateral del suelo.

𝑘 : es el coeficiente de reacción basal del suelo.

𝜀: es el ángulo de giro de la fundación.

h: es la altura de la fundación dentro del nivel de terreno que colabora.

H: es la altura equivalente de todas las fuerzas horizontales.

a: es el ancho de la fundación en la dirección de las fuerzas horizontales.

b: es el ancho de la fundación en la otra dirección.
En la Figura N°1 siguiente se identifican gráficamente los principales parámetros
señalados.
A2.4.3. Verificación de la estabilidad al volcamiento
La fundación es estable si se cumple que el momento solicitante (𝑀𝑠) no es superior al
momento resistente dividido por el Factor de Seguridad (𝑀𝑟/𝐹𝑆), así:
𝑀𝑠 ≤
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𝑀𝑟
𝐹𝑆
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En que:

El momento solicitante es:
𝑀𝑠 = 𝑄 ∙ [𝐻 + (1 − 𝛼) ∙ ℎ]

El momento resistente está compuesto por el momento resistente lateral 𝑀 y el
momento resistente basal 𝑀 de la fundación.
𝑀𝑟 = 𝑀 + 𝑀

El momento lateral es:
𝑀 =

𝑏 ∙ 𝐾 ∙ tan 𝜀 ∙ ℎ
[6 ∙ 𝛼 − 4 ∙ 𝛼 + 1]
12
El momento basal es:
𝑀 = 𝑃∙𝑎∙

1 2
𝑃
− ∙
2 3 2 ∙ 𝑏 ∙ 𝑎 ∙ 𝐾 ∙ tan 𝜀
El Factor de Seguridad depende de la relación
y sus valores se muestra en
la Figura N°1 siguiente.
A2.4.4. Consideraciones adicionales
a) Para la condición de equilibrio en que:
𝑀𝑠 =
𝑀𝑟
𝐹𝑆
Se deberá verificar que el giro de la fundación cumpla con tg(𝜀) ≤ 0,01, o el valor más
restrictivo que se indique en el Informe de Mecánica de Suelos.
b) La verificación de las presiones de contacto lateral y basal, se deberán realizar entre
la fundación y el relleno, y entre el relleno y el terreno natural.
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FIGURA N°1 PARA METODO DE SULZBERGER
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A2.5.
MÉTODO PARA VERIFICACIÓN AL DESLIZAMIENTO
A2.5.1. Alcance
El presente método se utiliza para la verificación al deslizamiento de las fundaciones
aisladas no ancladas en roca.
A2.5.2. Verificación del deslizamiento
Para la verificación al deslizamiento de la fundación se deberá cumplir que:
𝐹 ≤ 𝐹
Donde:
FD:
Fuerza deslizante sobre la fundación debido a empujes de suelo, solicitaciones
sísmicas, solicitaciones de viento y/u otras solicitaciones y combinaciones de
carga que pueden hacer deslizar la fundación.
FR:
Fuerza resistente calculada en el plano de deslizamiento más desfavorable,
definidas en la cláusula A2.5.3 siguiente.
A2.5.3. Fuerzas resistentes al deslizamiento
Las fuerzas resistentes al deslizamiento corresponden a las fuerzas de fricción o roce, a las
fuerzas de cohesión y/o al empuje pasivo del suelo.
En general, las fuerzas de roce y de cohesión se consideran actuando entre el sello de
fundación y el suelo, sin embargo es responsabilidad del diseñador evaluar la existencia
de otros planos de deslizamiento que pudieran ser más desfavorables según corresponda
a cada diseño.
Estas fuerzas resistentes podrán estar actuando algunas o todas ellas según sean las
condiciones particulares del diseño de la fundación y del suelo de apoyo.
𝐹 =
𝜇∗𝑁
𝐹𝑆
+
𝐶∗𝐴
+
𝐹𝑆
𝐹𝑆
ó
𝐸𝑝
Donde FS corresponde al Factor de Seguridad asociado a la fuerza resistente de acuerdo a
lo señalado en la cláusula 3.7.3.4 de la presente Recomendación y según si la fuerza
deslizante corresponde a una solicitación permanente o a una solicitación eventual.
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A2.5.3.1. Fuerza de Fricción o roce
Fuerza de Roce = 𝜇 ∙ 𝑁 = 𝑡𝑔( ) ∙ 𝑁
Donde:
N : Resultante de compresión en el sello de fundación (sin considerar sismo vertical).
μ : Coeficiente de roce.
μ = tg (φR)
φR :Ángulo de fricción interna para el cálculo del roce.
φ R = φo – 3°
φo : Ángulo de fricción interna del suelo señalado en el Informe de Mecánica de Suelos.
El ángulo de fricción interna “φR” señalado para el cálculo del roce se basa en la
recomendación de Norman F. Rinne en “Evaluation of Interface Friction between
Cohesionless Soil and common construction materials”, 1985.
Para el cálculo de la fuerza de roce no se considera el sismo vertical debido a que la
trabazón mecánica de partículas entre la fundación y el suelo, que se ha producido por la
carga axial permanente, se mantiene durante el sismo.
En el diseño de las fundaciones se deberá evitar la colocación de láminas de polietileno,
membranas geotextiles y cualquier otro elemento entre el sello de fundación y el suelo.
En caso de ser necesaria la colocación de algún elemento que impida el roce directo entre
la fundación y el suelo, el Informe de Mecánica de Suelos deberá justificar el valor del
ángulo de fricción “φR” para el cálculo del coeficiente de roce en esta situación, valor que
será menor que el señalado precedentemente y que dependerá del tipo de material y
espesor del elemento.
A2.5.3.2. Fuerza de Cohesión
Fuerza de Cohesión = 𝐶 ∙ 𝐴
Donde:
C : Cohesión del Suelo definido en el Informe de Mecánica de Suelos para el diseño.
A : Área Basal de la fundación.
La Cohesión del suelo podrá considerarse como fuerza resistente sólo cuando el sello de
fundación se encuentra apoyado en suelo natural inalterado, no se ha colocado ningún
elemento entre el sello de fundación y el suelo y/o cuando el sello de fundación ha sido
tratado de acuerdo con las especificaciones definidas en el Informe de Mecánica de Suelos,
definido en la sección 3.12 de la presente Recomendación, para el uso de la Cohesión.
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A2.5.3.3. Empuje Pasivo
Empuje Pasivo = Ep
El Empuje Pasivo se determinará de acuerdo con los parámetros definidos en el Informe
de Mecánica de Suelos del proyecto.
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A2.6.
CLASIFICACIÓN DE SUELOS TIPO ENDESA
A2.6.1. Alcance
La presente Clasificación de Suelos se incluye como referencia en la presente
Recomendación en consideración a la identificación señalada en los planos de fundaciones
de un gran número de instalaciones existentes, tanto de líneas de transmisión como de
subestaciones.
A2.6.2. Caracterización de suelos
Tabla N°1: Clasificación y descripción general de suelos
Suelo Tipo 1
Roca sana o moderadamente fracturada y meteorizada. Si para su
excavación se requiere en forma permanente el uso de equipos
neumáticos y/o de explosivos se podrá clasificar como suelo Tipo 1, apto
para usar fundaciones ancladas.
Suelo Tipo 2
Roca fuertemente fracturada, roca parcialmente meteorizada, gravas o
arenas altamente cementadas. Nivel estático máximo de la napa de agua
bajo nivel inferior de la fundación.
Suelo Tipo 3
Roca completamente meteorizada de consistencia firme, bolones y
bloques inmersos en una matriz de gravas arenosas limpias o gravas
arenolimosas o arcillosas de compacidad alta, gravas gruesas arcillosas o
limosas de alta compacidad. Nivel estático máximo de la napa de agua bajo
nivel inferior de la fundación.
Suelo Tipo 4
Bolones y bloques inmersos en gravas areno arcillosas o limosas de
compacidad media o baja, arenas, gravas finas y arenas arcillosas o limosas
de compacidad media o baja, limos o arcillas de consistencia media o firme.
Nivel estático máximo de la napa de agua bajo el sello de la fundación.
Suelo Tipo 5
Suelo tipo 2 con nivel estático máximo de la napa de agua a cota de sello
de fundación o sobre ella.
Suelo Tipo 6
Suelo tipo 3 ó 4 con nivel estático máximo de la napa de agua a cota de
sello de la fundación o sobre ella.
Donde:
 Nivel estático de la napa de agua es aquel nivel máximo que ha alcanzado el agua
históricamente y deberá estar definido en el Informe de Mecánica de Suelos.
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Tabla N°2: Parámetros de diseño según clasificación de suelos
Tipo de
Suelo
1
2
3
4
5
6
C:
F:
Forma de
Trabajo
Anclaje
CyF
F
F
C
F
C
F
C
Cohesión
Angulo de
Fricción
Angulo del Cono
Arrancamiento
Peso Unitario
del Suelo
Arrancamiento
(t/m2)
6,0
0,0
0,0
7,0
0,0
4,0
0,0
5,0
(°)
35
35
30
0
35
30
30
0
(°)
30
40
30
30
30
40
40
30
30
(t/m3)
2,0
2,0
1,6
1,6
1,0
1,0
1,0
1,0
Peso Unitario Peso Unitario del Peso Unitario
del Suelo
Hormigón
del Hormigón
Aplastamiento Arrancamiento Aplastamiento
(t/m3)
2,3
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
(t/m3)
2,3
2,3
2,3
2,3
2,3
1,3
1,3
1,3
1,3
(t/m3)
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
Presión
Admisible Neta
Vertical
Presión
Admisible Neta
Horizontal
(t/m2)
200
60
40
20
20
30
30
15
15
(t/m2)
150
50
30
15
15
25
25
-
Suelo Cohesivo
Suelo Friccionante
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