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¿Cómo se construyen las torres de transmisión?
En los sistemas eléctricos modernos, las torres de transmisión son una infraestructura crítica para la transmisión a larga distancia de electricidad de alto voltaje. Como gigantes de acero, sostienen la red eléctrica del país, atravesando ciudades, montañas, desiertos y ríos para llevar electricidad a todos los hogares. Pero quizás te estés preguntando: ¿Cómo se construyen las torres de transmisión?
Construyendo una torre de transmisión Implica más que simplemente apilar estructuras de acero; también implica diseño preliminar, selección del sitio, fabricación de precisión, transporte complejo y una desafiante construcción en el sitio. Este artículo, desde la perspectiva de un fabricante profesional, explica sistemáticamente cómo se construyen las torres de transmisión, paso a paso, para ayudarlo a comprender completamente la lógica de ingeniería detrás de la construcción de torres.
Preparación previa a la construcción de torres de transmisión
Antes de comenzar cualquier construcción, una preparación exhaustiva y profesional determina la estabilidad, la seguridad y el rendimiento a largo plazo de toda la torre de transmisión.
Selección del sitio y estudio geológico
La selección del sitio de una torre de transmisión es un componente clave de todo el diseño de la línea de transmisión. La ubicación de la torre no solo determina el recorrido y la longitud del conductor, sino que también incide directamente en la dificultad de la construcción y en la eficiencia posterior de la operación y el mantenimiento.
En primer lugar, hay que considerar cuidadosamente el trazado de la línea: hay que evitar zonas densamente pobladas, sitios de patrimonio cultural, gasoductos de alta presión, ferrocarriles, aeropuertos y zonas geológicas de alto riesgo. El sitio ideal debería minimizar los costos de construcción y maximizar la comodidad de mantenimiento.
Los estudios geológicos también son cruciales. Mediante muestreos de perforación, pruebas de compresión y análisis de intensidad sísmica, los ingenieros evalúan indicadores clave como la capacidad de carga de la cimentación, las condiciones hidrológicas y el tipo de suelo. En zonas montañosas o sísmicas, incluso hay que evaluar riesgos como deslizamientos de tierra y de lodo.
Además, se deben calcular los impactos de las cargas de viento, el espesor del hielo y la expansión térmica en la estructura de la torre para proporcionar parámetros para el diseño estructural posterior.
Diseño estructural y determinación de normas
La selección del tipo de torre y el diseño estructural son los aspectos técnicos más críticos de "¿cómo se construyen las torres de transmisión?". El diseño de la torre de transmisión requiere una consideración exhaustiva de los siguientes factores.:
- Nivel de voltaje (110 kV, 220 kV, 500 kV o incluso 1000 kV)
- Número de circuitos (simples, dobles o múltiples)
- Tipo de terreno (llano, accidentado, meseta, montañoso)
- Condiciones climáticas (velocidad del viento, formación de hielo, frecuencia de rayos)
- Requisitos de tipo de conductor y flecha
Los tipos de torres más comunes incluyen torres rectas, torres de tensión , torres de esquina y torres terminales, cada una con características estructurales distintas. Por ejemplo, las torres de tensión de alta presión generalmente utilizan estructuras tubulares de acero para mejorar la resistencia a la tracción, mientras que las torres rectas a menudo utilizan estructuras de acero angulares para una fabricación e instalación más económicas.
Los diseñadores deben cumplir con los estándares nacionales (como DL/T 5154 de China) o estándares internacionales (como IEC 60826) y realizar un diseño detallado de acuerdo con las especificaciones técnicas específicas de la compañía eléctrica.
Transporte de una torre de transmisión
Una vez fabricada la torre, transportar de forma eficiente y segura cientos de componentes al sitio de construcción, especialmente en lugares montañosos o remotos, es un desafío importante.
El primer paso es el empaquetado de los componentes. Cada paquete de ángulos de acero, bridas y pernos debe estar numerado y categorizado para garantizar la alineación con los planos de instalación y evitar confusiones en el sitio. El embalaje exterior está hecho de materiales a prueba de humedad y resistentes a los impactos para evitar daños y oxidación durante el transporte.
Los planes de transporte se adaptan a las condiciones locales. En zonas con carreteras accesibles se pueden utilizar camiones grandes para el transporte de carga completa. Sin embargo, en zonas montañosas y boscosas, para el transporte cuesta arriba a menudo se necesitan camiones ligeros, remolques de varias ruedas o incluso helicópteros o teleféricos.
Las rutas de transporte deben inspeccionarse y planificarse con anticipación para confirmar la capacidad de carga del puente, el radio de curvatura y las restricciones de pendiente. También deben obtenerse permisos de transporte de los gobiernos locales para evitar retrasos en la construcción.
¿Cómo se construyen torres de transmisión en el sitio?
La entrada en la fase de construcción en el sitio marca la transición del proyecto de construcción de la torre desde los planos a la realidad. El proceso de construcción se divide en tres etapas principales: construcción de los cimientos, montaje de la torre y elevación.
Construcción de cimientos y zapatas de torre
Con base en el informe del estudio geológico, el equipo de construcción excavará el pozo de cimentación, atará el refuerzo, montará el encofrado y verterá la base de hormigón de la torre. Los tipos de cimientos más comunes incluyen cimientos independientes, cimientos sobre pilotes y cimientos sobre balsas, y la elección se basa en la capacidad de carga de los cimientos y el terreno.
El cuerpo de la torre solo se puede instalar después de que la base alcance el 100% de su resistencia de diseño. Este período suele durar entre 7 y 14 días, durante los cuales se deben implementar medidas de mantenimiento, protección contra la lluvia y protección contra las heladas.
Métodos de montaje e instalación de torres
Las torres de transmisión se pueden ensamblar de dos maneras principales:
- Montaje en el suelo + elevación general: La estructura completa o parcial de la torre se preensambla en el suelo cerca de los cimientos y luego se iza hasta la base de la torre utilizando una grúa sobre orugas o un camión grúa. Este método ofrece ventajas como mayor seguridad y eficiencia en la construcción, pero también requiere un sitio más grande.
- Montaje Segmental + Izado Segmental: La torre se ensambla sección por sección en la base de la torre (patas de la torre, cuerpo de la torre, cabeza de la torre). Cada segmento completado se iza a su ubicación designada y luego se asegura. Este método es adecuado para zonas con terreno estrecho o zonas montañosas.
Durante todo el proceso de instalación, los técnicos utilizan estaciones totales o telémetros láser para garantizar que la verticalidad de la torre, los ángulos de conexión en cada nodo y los estándares de torsión cumplan con los estándares. En el caso de líneas de alto voltaje, la precisión estructural impacta directamente en la seguridad eléctrica.
Seguridad y garantía técnica durante la construcción de torres de transmisión
Las alturas de construcción de las torres de transmisión generalmente superan los 30 metros, y las torres UHV pueden alcanzar alturas superiores a los 80 metros. La seguridad debe ser una prioridad máxima.
Control de riesgos para trabajos en altura y líneas eléctricas activas
- Para trabajar en altura se debe utilizar un sistema completo de protección contra caídas (cinturón de seguridad, cuerda de sujeción y dispositivo anticaídas).
- Todo trabajador de la construcción debe completar una capacitación especializada para trabajos en altura y obtener una certificación antes de desempeñar sus funciones.
- Los proyectos de transformación de la red eléctrica requieren tener en cuenta la posibilidad de trabajar cerca de líneas eléctricas activas, lo que requiere la instalación de protectores aislantes o solicita cortes de energía temporales.
La construcción asistida por tecnología mejora la eficiencia y la seguridad
- Inspecciones con drones: se utilizan para realizar inspecciones aéreas, supervisar el progreso de la construcción e inspeccionar la calidad de la soldadura.
- BIM (Building Information Modeling): el modelado 3D permite la visualización previa a la construcción y reduce la repetición del trabajo.
- Sensores de monitoreo de deformación de torres: instalados en ubicaciones clave, brindan detección en tiempo real de la desviación causada por la presión del viento o el estrés de la construcción.
Estas tecnologías han mejorado significativamente la construcción inteligente de torres de transmisión modernas y han reducido el error humano.
Diferencias de construcción entre distintos tipos de torres de transmisión
La construcción de torres de transmisión varía no sólo por el nivel de voltaje sino también significativamente por el terreno y el entorno circundante.:
- En zonas urbanas: La torre debe ser estéticamente agradable y ocupar poco espacio. A menudo se utilizan torres tubulares de acero o torres de columnas de acero, y la instalación debe coordinarse con el transporte y la reubicación de las tuberías.
- En zonas montañosas: La preparación de los cimientos es compleja y requiere la construcción de caminos de acceso, transporte por cable y ensamblaje segmentado. Las torres de tensión también son relativamente pesadas.
- En áreas marinas o humedales: se requieren pilotes profundos o estructuras de cajones para las cimentaciones en suelos blandos. La construcción requiere el uso de grúas flotantes y plataformas de pilotaje.
Conclusión
A través de este análisis en profundidad, creo que ahora tendrá una comprensión clara de cómo se construyen las torres de transmisión. Desde la selección y el diseño inicial del sitio hasta la fabricación de componentes, el transporte, el ensamblaje en el sitio e incluso el control de seguridad y la asistencia técnica, cada paso requiere los esfuerzos coordinados de un equipo profesional. Este no es sólo un proyecto de ingeniería estructural, sino un proyecto completo de integración de sistemas.
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