Diseño por elementos finitos de uniones para postes seccionados fabricados en materiales compuestos de matriz polimérica reforzado con fibra de vidrio, empleados como estructuras de soporte en redes aéreas de baja y media tensión
Fecha
2021
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Descripción
La infraestructura tradicional y más ampliamente empleada para transmitir y distribuir energía eléctrica son las redes aéreas. En ellas se usan como estructuras de soporte postes, los cuales comúnmente han sido fabricados en madera, concreto y acero; recientemente, por sus atributos como: alta resistencia mecánica, desempeño a la intemperie, aislamiento eléctrico y bajo peso se ha masificado el uso del Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV) en especial para zonas apartadas con dificultades de acceso.
No obstante, para alcanzar ubicaciones remotas, se requiere mejorar aún más la condición logística, por lo cual los postes se fabrican y transportan en secciones independientes, de modo que al llegar al sitio de instalación son ensamblados hasta su longitud final. En el presente trabajo se muestra el análisis de los parámetros geométricos de la unión y su incidencia en el desempeño mecánico en lo relacionado con esfuerzo y deflexión, encontrando combinaciones óptimas en cuanto al peso completo de la estructura, lo cual asegura un desempeño estructural adecuado y una mejor capacidad de transporte al reducir de manera segura la masa. Para ello se empleó el software de elementos finitos ANSYS R15 y por medio de una modelación de elementos “SHELL” se observa el comportamiento mecánico y se analiza respecto al esfuerzo y la deflexión de cada uno de los modelos, encontrándose que el espesor de la sección de unión tiene poca influencia en el desempeño estructural, no obstante, la resistencia y rigidez del poste tienen una alta incidencia en la longitud de traslape o unión de ambas secciones.
En la literatura sólo se enuncian criterios empíricos sobre la zona de empotramiento en lo relacionado con su longitud, que equivale a dos veces el diámetro y el espesor que es la suma de las secciones. Al analizar los datos se encuentra una geometría viable en términos de rigidez y resistencia con una relación diámetro – longitud de 3.6 veces y un espesor equivalente a lo indicado anteriormente.
Palabras clave
Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio PRFV, Fibra de vidrio, Postes, Redes aéreas, Poste seccionado de energía, Elementos finitos