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PROYECTO DE EJECUCIÓN DE LAS INFRAESTRUCTURAS NECESARIAS PARA LAPUESTA EN SERVICIO DE UNA ESTACIÓN BASE

MEMORIA DE CÁLCULO Página 1

MEMORIA DE CÁLCULO



INDICE MEMORIA DE CALCULO

1.- CÁLCULO ELÉCTRICO

1.1.- MÉTODO DE CÁLCULO

1.2.- PREVISIÓN DE CARGAS DE LA EB

1.3.- FÓRMULAS UTILIZADAS PARA ELCÁLCULO

1.4.- CÁLCULO DE LAS LÍNEAS1.4.1.- LÍNEA DE BAJA TENSIÓN1.4.2.- LÍNEA DE ENLACE CPM-CGBT1.4.3.- CIRCUITOS INTERIORES

1.4.3.1.- ALUMBRADO INTERIOR1.4.3.2.- ALUMBRADO EXTERIOR1.4.3.3.- ALUMBRADO DE EMERGENCIA1.4.3.4.- AIRE ACONDICIONADO1.4.3.5.- EQUIPO DE FUERZA1.4.3.6.- SERVICIOS GENERALES1.4.3.7.- EQUIPO DE RADIO(TELECOMUNICACIÓN)1.4.3.8.- EQUIPO DE TRANSMISIÓN(RADIOENLACE)



1.5.- CÁLCULOS MECÁNICOS1.5.1.- CÁLCULO DE CONDUCTORES1.5.2.- CÁLCULO DE APOYOS1.5.3.- RESUMEN DE FÓRMULAS1.5.4.- CIMENTACIONES1.5.5.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD1.5.6.- DESVIACIÓN HORIZONTAL DE LACATENARIA POR LA ACCIÓN DEL VIENTO1.5.7.- RESULTADOS

2.- CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓNMONOBLOQUE

3.- CÁLCULO DE LA INSTALACIÓN CONTRAINCENDIO

3.1.- OBJETO Y APLICACIÓN

3.2.- ESTUDIO DE LA EDIFICACIÓN.NORMATIVA APLICADA

3.2.1.- COMPARTIMENTACIÓN EN SECTORESDE INCENDIO3.2.2.- CLASIFICACIÓN DEL LOCAL3.2.3.- RESTRICCIONES A LA OCUPACIÓN3.2.4.- CÁLCULO DE OCUPACIÓN3.2.5.- ESTUDIO DE LA EVACUACIÓN3.2.6.- BOMBEROS3.2.7.- INSTALACIONES ADOPTADAS



4.- CALCULO DEL MÁSTIL SOPORTE DEANTENAS

4.1.- DESCRIPCIÓN GENERAL

4.2.- HIPÓTESIS DE CÁLCULO4.2.1.- ACCIONES ADOPTADAS PARA ELCÁLCULO4.2.2.- ESTIMACIÓN DE CARGAS SOBRE ELMÁSTIL

4.3.- MODELO MATEMÁTICO EMPLEADO4.3.1.- DIMENSIONADO DEL FUSTE4.3.2.- DIMENSIONADO DE LOS TORNILLOS4.3.3.- GIROS Y DESPLAZAMIENTOSOBTENIDOS

5.- CÁLCULO DE REFRIGERACIÓN (AIREACONDICIONADO)

5.1.- DATOS DE PARTIDA

5.2.- CÁLCULO DEL CALOR SENSIBLE

5.3.- CÁLCULO DEL CALOR LATENTE

5.4.- ELECCIÓN DE LA MÁQUINA



1.- CÁLCULOS ELECTRICOS:

1.1.- MÉTODO DE CÁLCULO

La determinación reglamentaria de las sección necesaria de un cable para unuso determinado consiste en calcular la sección mínima normalizada que satisfacesimultáneamente las siguientes tres condiciones:

a) Criterio de la intensidad máxima admisible o de calentamiento:

La temperatura del conductor del cable, trabajando a plena carga y enrégimen permanente, no deberá superar en ningún momento la temperatura máximaadmisible asignada de los materiales que se utilizan para aislamiento del cable. Estase especifica en las normas particulares de los cables y suele ser de 70ºC para cablescon aislamiento termoplásticos y de 90ºC para cable con aislamiento termoestables.

b) Criterio de caída de tensión:

La circulación de corriente a través de los conductores ocasiona una perdidade potencia trasportada por el cable y una caída de tensión. Esta caída de tensióndebe ser inferior a la marcada en el reglamento en cada parte de la instalación, conobjeto de garantizar el funcionamiento de los receptores alimentados por el cable.

Los límites de caídas de tensión vienen detallados en las ITC-BT-14, ITC-BT-15, ITC-BT-19 y son los que aparecen en la Tabla 1.

TABLA 1 (LÍMTES ADMISIBLES PARA LA CAIDA DE TENSIÓN)



c) Criterio de la intensidad de cortocircuito:

La temperatura que puede alcanzar el cable, como consecuencia de uncortocircuito o sobre-intensidad de corta duración, no debe sobrepasar latemperatura máxima admisible de corta duración (al menos de 5 segundos) asignadaa los materiales utilizados para el aislamiento del cable. Esta temperatura seespecifica en las normas particulares de los cables y suele ser de 160º C para cablecon aislamiento termoplástico y 250º C para cables con aislamiento termoestables.

Este último criterio no es determinante en redes de baja tensión ya que poruna parte las protecciones contra sobre intensidades limitan el cortocircuito atiempos breves y además las impedancia de los cables hasta el punto decortocircuito limita la intensidad de cortocircuito.

1.2.- PREVISIÓN DE CARGAS DE LA EB

La carga total correspondiente a la estación base resulta de la suma de lascargas correspondientes a los componentes instalados. En este sentido además setendrán en cuenta las siguientes consideraciones:

RECEPTORES DE FUERZA

- Se considerará que el equipo de radio NB-880 consume 2310 w, caso queocurre cuando el equipo trabaja en configuración completa, según los datos delfabricante incluidos en la memoria descriptiva.

- El equipo de transmisión ALplus2 (IDU-ODU) consume 70 w a su máximaconfiguración, según datos del fabricante.

- El equipo de climatización de la EB (HP7 de Mega Hissotto) tiene un consumototal de potencia en régimen estacionario de 2500 w. Previendo que en elarranque esa potencia puede aumentar y sumando además el consumo delsistema free-cooling cuando entre en servicio, consideraremos para el equipo declimatización un consumo total de 3000 w.

- El equipo de fuerza CETAC S98 MINI posee una eficiencia de rectificadores del90% según confirma el suministrador. Dado que los rectificadores se alimentan,a través del CGBT, directamente de la corriente alterna que llega a la EB elconsumo de los mismos para “rectificar” la corriente alterna en continua sedeterminará por la definición de eficiencia o rendimiento:

= ⇒ =



Siendo además

Pcons = Pabs – Psum

Sustituyendo el valor de Pabs en función del rendimiento (η) tenemos que:

= 1 − 1Donde:

• Psum = Potencia activa suministrada por el equipo de fuerza• Pabs = Potencia activa absorbida por el equipo de fuerza• Pcons = Potencia activa consumida por el equipo de fuerza (rectificadores)• η = eficiencia de rectificadores

Y sustituyendo valores:

= 5380 10,9 − 1 = 597,77 ~ 580- La potencia de los servicios comunes prevista la estimamos de acuerdo a ladefinición de la misma:

Psc = n∙Pt∙Fu∙Fs

Donde:

• Psc = Potencia activa prevista para los servicios comunes• n = nº de tomas en la EB• Pt = Potencia activa prevista por toma• Fu = Factor de utilización• Fs = Factor de simultaneidad

Y sustituyendo valores según Tabla 1 de la ITC-BT-25 para servicios comunestenemos: = 1 ∗ 3450 ∗ 1 ∗ 1 = 3450

Se ha considerado una sola toma para los servicios comunes ya que el CGBTtrae integrado una toma de corriente que puede ser utilizada como otra alternativa enel caso que se precisara.



El resumen de la potencia prevista en los receptores de fuerza de la EBpuede verse en la Tabla 2.

RECEPTORES DE FUERZA POTENCIA (w)Equipo de radio NB-880 de Siemens 2310

Equipo de transmisión ALplus2 de SIAE 70Equipo de climatización HP-7 de Mega Hissotto 3000

Equipo se fuerza CETAC S98 MINI de Amper 580Servicios comunes 3450

POTENCIA TOTAL EN RECEPTORES DE FUERZA 9410

TABLA 2 (POTENCIA PREVISTA EN RECEPTORES DE FUERZA)

RECEPTORES DE ALUMBRADO

- Para las luminarias de descarga se aplicará el factor de corrección de 1,8 con loque la potencia consumida por el alumbrado interior de la EB será:

P = n∙P l∙fc∙cosφ

Donde:

• P = Potencia total de alumbrado• n = nº de luminarias• Pl = Potencia aparente de una luminaria• fc = Factor de corrección• cosφ = Factor de potencia

Y sustituyendo valores resulta:= 4 ∗ 18 ∗ 1,8 ∗ 0,85 = 110,5- De los catálogos y referencias de los fabricantes se ha obtenido que el consumo

de la luminaria de emergencia y de la luminaria exterior de la EB sonrespectivamente de 6 y 11 w.

El resumen de la potencia prevista en los receptores de alumbrado de la EBpueden verse en la Tabla 3.



RECEPTORES DE ALUMBRADO POTENCIA (w)Luminaria interior compuesta por cuatro tubos fluorescentes 110,5

Luminaria de emergencia de la EB 6Aplique exterior con lámpara PLC, equipada con fuente de

alimentación de emergencia con autonomía de 1 hora eintegrada en la misma luminaria

11

POTENCIA TOTAL EN RECEPTORES DE ALUMBRADO 127,5

TABLA 3 (POTENCIA PREVISTA EN RECEPTORES DE ALUMBRADO)

La carga total será la suma de la obtenida en los receptores de fuerza y dealumbrado que resulta ser de 9537,5 w ≈ 9,5 kw. La instalación, para cubrir futurasampliaciones, se calculará para una demanda de 15 kw.

No confundir con la potencia a contratar con la Cía. suministradora que seráel valor de la potencia justamente superior a la potencia de consumo (9,5 kw) y queen este caso será de 10,39 kw con tarifa 3.0.1 en baja tensión.

1.3.- FORMULAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO

En la práctica para instalaciones de baja tensión tanto interiores como deenlace es admisible despreciar el efecto piel y el efecto proximidad de las fórmulasgenerales de cálculo. Atendiendo a esta premisa obtenemos las siguientesexpresiones para determinar la intensidad de corriente, la sección de cables a utilizary la caída de tensión en los diferentes tramos:

• SISTEMAS TRIFASICOS = √3 ∗ ∗ ∗= √3 ∗ ∗ ∗ ( ∗ + ∗ )= ∗∗ ∗



• SISTEMAS MONOFASICOS= ∗ ∗= 2 ∗ ∗ ( + )

= 2 ∗ ∗∗ ∗• CORRIENTE CONTINUA : = ∗

= 2 ∗ ∗ ∗∗Donde:

• P = Potencia transportada por la línea (w)• e = caida de tensión de la línea (v)• U = tensión nominal de la línea (v)• R = resistencia kilométrica del material de la línea (Ω/km)• X = reactancia kilométrica del material de la línea (Ω/km)• cosφ = factor de potencia de la carga (adimensional)• L = longitud de la línea (m) o (km) según fórmula usada• I = intensidad de la corriente por la línea (A)• S = sección del conductor calculada según el criterio de la caida de tensiónmáxima admisible (mm2)• ρ = resistividad eléctrica del conductor a la Tª de servicio (Ω∙mm2/m)• γ = conductividad eléctrica del conductor (m/Ω∙mm2) = 1/ρ

En nuestro caso los materiales conductores de las líneas eléctricas sonaluminio (para la LABT) y cobre (para el resto de tramos: LSBT, líneas de enlace ylíneas interiores).

Los valores de los parámetros físicos para estos dos materiales aparecenreflejados en las Tablas 4, 5 y 6. Para la reactancia kilométrica (X) se establece queen el caso de redes de distribución aéreas trenzadas este valor es sensiblementeconstante al estar los conductores unidos en haz, siendo del orden de 0,1 Ω/km. En



el caso de redes de distribución subterráneas se suelen obtener valores de esteparámetro del mismo orden y, en ausencia de datos más exactos, se puede estimar elvalor de la reactancia inductiva como 0,1 Ω/km.

Aluminio (Al) Cobre (Cu)R (Ω/km) a 20ºC 0,641 1,15

TABLA 4 (REACTANCIA KILOMÉTRICA CONDUCTORES)

TABLA 5 (VALORES DE LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA)

TABLA 6 (VALORES DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN m/Ω∙mm2)

1.4.- CÁLCULO DE LAS LÍNEAS

1.4.1.- LÍNEA DE BAJA TENSIÓN

La sección de los conductores de la línea de baja tensión deberá elegirse deforma que cumplan los criterios de densidad de corriente y caída de tensión admisiblesegún hemos indicado anteriormente.

Recordemos que para la línea aérea se emplearán conductores unipolaresaislados en haz trenzado, del tipo RZ 0,6/1 KV 3x50 mm2 Al + 54,6 mm2 Almelec,con aislamiento de polietileno reticulado químicamente (XLPE).



Para el tramo subterráneo, compuesto por dos tramos, se emplearánconductores unipolares del tipo RV 4x50 mm2 Al 0,6/1 Kv en el primer tramo yconductores unipolares del tipo RV 0,6/1 KV, 4x16 mm2 Cu con aislamiento deXLPE en el 2º tramo.

Densidad de corriente

Según establece la tabla 3 del apartado 4.2.1.1 de la ITC-BT-06 del REBT,

la intensidad máxima admisible en régimen permanente para conductores 3x50 mm2

Al + 54,6 mm2 Almelec es de 165 A (a 40ºC).

De la misma forma, según indica la tabla 5 del apartado 3.1.2.1 de la ITC-BT-07 del REBT,



la intensidad máxima admisible en régimen permanente para una terna de conductoresde Cu con aislamiento XLPE y una sección de 16 mm2, en instalación enterrada, es de125 A (a 25ºC). A este valor se le deberá aplicar un factor de corrección de 0,8 portratarse de cables enterrados en zanja en el interior de un tubo, con lo que laintensidad máxima admisible resultante es de 100 A.



La intensidad de corriente que circulará por la nueva línea se deducirá de lasiguiente expresión:

cos3 IUP de donde AU

PI 47,2585,04003

15000cos3

Como se puede comprobar para ambos casos la intensidad máximaadmisible por los conductores es muy superior a la demandada por la instalación.

Caída de tensión (c.d.t.)

Deberemos comprobar que la c.d.t. máxima considerando los dos tramos esmenor del 1,5% según indica la ITC-BT-15.

Para el tramo de línea aérea tendremos:

Longitud: 0,218 km

Conductor: 3x50 mm2 Al + 54,6 mm2 Almelec

Intensidad: 25,47 A

Tensión de servicio trifásica: 400V

Resistencia kilométrica (R) (a 20ºC): 0,641 /km

Reactancia kilométrica (X): 0,1 /km



La c.d.t. e (en voltios) para el tramo aéreo se deducirá de la siguiente expresión:

vsenXRLIeA 75,553,01,085,0641,0218,047,253cos3

Para el tramo de línea subterránea entre la CGP y nuestra CPM tendremos:

Longitud: 0,006 km

Conductor: 4x50 mm2 Al

Intensidad: 25,47 A

Tensión de servicio trifásica: 400 V

Resistencia kilométrica (a 20ºC): 0.641 /km

Reactancia kilométrica: 0,1 /km

vsenXRLIeS 158,053,01,085,0641,0006,047,253cos3

De las operaciones anteriores obtenemos que la c.d.t. total en la línea de bajatensión será:

e = eA + eS = 5,75 + 0,158 = 5,908 v

lo que equivale al 1,48% de la tensión de suministro, inferior al 1,5% admisible.

1.4.2.- LÍNEA DE ENLACE CPM-CGBT

Teniendo en cuenta que el 98,66% de la solicitación de potencia de la EB secorresponde con receptores de fuerza, atendiendo a la ITC-BT-15 deberemoscomprobar que la c.d.t. máxima en este tramo de la instalación es menor al 5%.

Para el tramo de línea subterránea entre nuestra CPM y el CGBT de la casetatendremos:

Longitud: 0,005 km

Conductor: 4x16 mm2 Cu



Intensidad: 25,47 A

Tensión de servicio trifásica: 400 V

Resistencia kilométrica (a 20ºC): 1,15 /km

Reactancia kilométrica: 0,1 /km

vsenXRLIeS 229,053,01,085,015,1005,047,253cos3

lo que equivale al 0,057% de la tensión de suministro, inferior al 5% admisible.

1.4.3.- CIRCUITOS INTERIORES

Para determinar la sección del cableado de los circuitos interiores de la EB seaplicará la Tabla 7 (extraída de la ITC-BT-25 para los circuitos interiores) una vezdeterminada la intensidad de carga y la sección mínima.

TABLA 7 (CIRCUITOS INTERIORES)

En cada uno de los apartados siguientes se emplearán las fórmulas de cálculosegún sea un circuito en corriente alterna monofásico o un circuito de corrientecontinua. Dado que el método de cálculo es reiterativo respecto a lo visto en elapartado anterior se indicará en cada uno de ellos los valores a utilizar y en la Tabla10 se resumen los datos obtenidos. Se han verificado los datos con la ITC-BT-19 eITC-BT-21 y sus tablas correspondientes (Tablas 8 y 9).



1.4.3.1.- ALUMBRADO INTERIOR

Para el cálculo de esta línea tomamos los siguientes valores:

- U = 230 v (Tensión de servicio monofásico)- L = 4 m.- P = 110,5 w.- e = 3 % de la tensión de servicio.- γ = 56

1.4.3.2.- ALUMBRADO EXTERIOR

Para el cálculo de línea de alumbrado exterior tomamos los siguientesvalores:

- U = 230 v (Tensión de servicio monofásico)- L = 5 m- P = 11 w- e = 3 % de la tensión de servicio.- γ = 56

1.4.3.3.- ALUMBRADO DE EMERGENCIA

El alumbrado de emergencia de la EB posee las siguientes características:

• Flujo luminoso del aparato: 140 lúmenes• Superficie abarcada por cada aparato: 30 m2

• Grado de protección: IP- 223• Potencia consumida: 6 w

Ya que la superficie de la EB es de solo 5 m2, solo será necesario instalar unelemento para cumplir con los requisitos exigidos en la reglamentación.

- U = 230 v (Tensión de servicio monofásico)- L = 5 m- P = 6 w- e = 3 % de la tensión de servicio- γ = 56



1.4.3.4.- AIRE ACONDICIONADO

Para el cálculo de la línea de alimentación del aire acondicionado se tomaranlos siguientes valores:


1.4.3.5.- EQUIPO DE FUERZA

Para el cálculo de esta línea se toman los siguientes valores:

- U= 230 (Tensión de servicio monofásico)- L = 4 m.- P = 5960 w (Potencia absorbida).- e =5 % de la tensión de servicio- γ = 56

1.4.3.6.- SERVICIOS GENERALES

Se tomaran como datos los siguientes para el cálculo de la sección deconductor necesaria:


1.4.3.7.- EQUIPO DE RADIO (TELECOMUNICACIÓN)

En este caso el cálculo de la sección de cable en esta línea se hará paracorriente continua, ya que este equipo es alimentado desde el equipo de fuerza. Losvalores de los parámetros de cálculo son:

- U = 48 v (Tensión de servicio en continua)- L = 7 m.- P = 2310 w- e =5 % de la tensión de servicio- γ = 56



1.4.3.8.- EQUIPO DE TRANSMISIÓN (RADIOENLACE)

También alimentado en corriente continua los valores para el cálculo son losque se muestran a continuación:

- U = 48 v (Tensión de servicio en continua)- L = 6 m- P = 70 w- e = 5 % de la tensión de servicio- γ = 56

Para la intensidad de corriente calculada (1,42 A) es suficiente con unconductor de 2x1,5 mm2 que cumple con la sección calculada para la caída detensión máxima del 5% y con la intensidad máxima admisible del conductor. Sinembargo por normativa de la operadora, y dado que el equipo de transmisión esconsiderado como PRIORITARIO al ser el que permite la integración de la nuevaEB en la red de la operadora, la sección mínima para alimentar estos equipos es de2x2,5 mm2 por lo que se eligen conductores de esa sección.

TABLA 8 (INTENSIDADES MÁXIMAS ADMISIBLES)



TABLA 9 (DIÁMETRO EXTERIOR DE LOS TUBOS DE PROTECCIÓN DE LAS LÍNEAS)

I corr (A) S min (mm2) S linea (mm2) Ø tubo protector (mm)Alumbrado interior 0,56 0,01 2x1,5 16Alumbrado exterior 0,056 0,0012 2x1,5 16

Alumbrado de emergencia 0,031 0,000675 2x1,5 16Aire acondicionado 15,34 0,28 2x2,5 16

Equipo de fuerza 30,49 0,32 2x6 25Servicios generales 17,64 0,186 2x2,5 16

Equipo de radio 48,12 5,01 2x16 25Equipo de transmisión 1,46 0,13 2x2,5 * 16

TABLA 10 (RESUMEN CIRCUITOS INTERIORES EB)



1.5.- CÁLCULOS MECÁNICOS

1.5.1.- Cálculo de conductores

El cálculo mecánico de conductores tiene por objeto:

a. Determinar las tensiones y flechas con las que debe ser tendido un conductordeterminado, según la longitud del vano y la temperatura en el momento deltendido, de forma que al variar esta última y sobrecargarse el conductor comoconsecuencia de las acciones del viento o del hielo, la tensión mecánica en lascondiciones más desfavorables no llegue a sobrepasar una fracción determinada dela carga de rotura.

b. Determinar las flechas máximas en las diferentes hipótesis especificadas por elREBT, con el fin de prever las distancias mínimas reglamentarias de losconductores al suelo, a vías de comunicación, edificios, etc.

1.5.2.- Cálculo de apoyos

El cálculo mecánico de apoyos tiene por objeto:

a. Determinar la altura y dimensiones generales para que se cumplan lasprescripciones reglamentarias en relación con la distancia de conductores al suelo, avías de comunicación, a otras líneas, etc., así como las distancias mínimas deconductores entre sí. En aquellos casos en que procede.

b. Calcular los esfuerzos exteriores actuantes sobre los apoyos, de acuerdo con lasdiversas hipótesis reglamentarias.

c. Fijar las características resistentes de los apoyos a adoptar, con el desarrollo de loscálculos oportunos, o haciendo uso de la información suministrada al respecto porlas casas fabricantes.

d. Definir y justificar, mediante los cálculos necesarios, las características ydimensiones de las cimentaciones para fijación de los apoyos al terreno, habidacuenta de la consistencia del mismo y el conjunto de esfuerzos actuantes.



1.5.3.- Resumen de fórmulas

Tensión máxima en un vano (Apdo. 2 ITC-BT-06).

La tensión máxima en un vano se produce en los puntos de fijación del conductor alos apoyos.

TA = P0 ·YA = P0 · c · cosh (XA/c) = P0 · c ·cosh [(Xm - a/2) / c]

TB = P0 ·YB = P0 · c · cosh (XB/c) = P0 · c ·cosh [(Xm+ a/2) / c]

P0 = (Pp² + Pv²) = [Pp² + (K · d / 1000)²] Zona A K=50 daN/m² (51 kg/m²)

P0 = (Pp² + Pv/3²) = [Pp² + (K · d / 3000)²] Zona A K=50 daN/m² (51 kg/m²)

P0 = Pp + Ph = Pp + [(K · d) / 1000] Zonas B y C K=180 ó K=60 ( Zona B )K=360 ó K=120 ( Zona C )

c = T0h / P0

Xm = c · ln [z + (1+z²)]

z = h / (2·c·senh a/2c)

Siendo:

TA = Tensión total del conductor en el punto de fijación al primer apoyo del vano (kg).TB = Tensión total del conductor en el punto de fijación al segundo apoyo del vano (kg).P0 = Peso total del conductor en las condiciones más desfavorables (kg/m).Pp = Peso propio del conductor (kg/m).Pv = Sobrecarga de viento (kg/m).Pv/3 = Sobrecarga de viento dividida por 3 (kg/m).Ph = Sobrecarga de hielo (kg/m).d = diámetro del conductor (mm).Y = c · cosh (x/c) = Ecuación de la catenaria.c = constante de la catenaria.YA = Ordenada correspondiente al primer apoyo del vano (m).YB = Ordenada correspondiente al segundo apoyo del vano (m).XA = Abcisa correspondiente al primer apoyo del vano (m).XB = Abcisa correspondiente al segundo apoyo del vano (m).Xm= Abcisa correspondiente al punto medio del vano (m).a = Proyección horizontal del vano (m).h = Desnivel entre los puntos de fijación del conductor a los apoyos (m).T0h = Componente Horizontal de la Tensión en las condiciones más desfavorables o Tensión MáximaHorizontal (kg). Es constante en todo el vano.



Tensiones y flechas de la línea en determinadas condiciones. Ecuación del cambio

de condiciones.

Partiendo de una situación inicial en las condiciones de tensión máxima horizontal(T0h), se puede obtener una tensión horizontal final (Th) en otras condiciones diferentespara cada vano de la línea, y una flecha (F) en esas condiciones finales.

La tensión horizontal en unas condiciones finales dadas, se obtiene mediante laEcuación del Cambio de Condiciones:

[ · L0 · (t - t0)] + [L0/(S·E) · (Th - T0h)] = L - L0

L0 = c0·senh[(Xm0+a/2) / c0] - c0·senh[(Xm0-a/2) / c0]

c0 = T0h/P0 ; Xm0 = c0 · ln[z0 + (1+z0²)]

z0 = h / (2·c0·senh a/2c0)

L = c·senh[(Xm+a/2) / c] - c·senh[(Xm-a/2) / c]

c = Th/P ; Xm = c · ln[z + Ö(1+z² )]

z = h / (2·c·senh a/2c)

Siendo:

= Coeficiente de dilatación lineal del elemento fiador.L0 = Longitud del arco de catenaria en las condiciones iniciales para el vano (m).L = Longitud del arco de catenaria en las condiciones finales para el vano (m).t0 = Temperatura en las condiciones iniciales (ºC).t = Temperatura en las condiciones finales (ºC).S = Sección del elemento fiador(mm²).E = Módulo de elasticidad del elemento fiador(kg/mm²).T0h = Componente Horizontal de la Tensión en las condiciones más desfavorables oTensión Máxima Horizontal (kg). Th = Componente Horizontal de la Tensión oTensión Horizontal en las condiciones finales consideradas, para el vano (kg).a = Proyección horizontal del vano (m).h = Desnivel entre los puntos de fijación del conductor a los apoyos (m).

Obtención de la flecha máxima en las condiciones finales (F), para cada vano realde la línea:



F = YB - [h/a · (XB - Xfm)] - Yfm

Xfm = c · ln[h/a + (1+(h/a)²)]

Yfm = c · cosh (Xfm/c)

Siendo:

YB = Ordenada de uno de los puntos de fijación del conductor al apoyo (m).XB = Abcisa de uno de los puntos de fijación del conductor al apoyo (m).Yfm = Ordenada del punto donde se produce la flecha máxima (m).Xfm = Abcisa del punto donde se produce la flecha máxima (m).h = Desnivel entre los puntos de fijación del conductor a los apoyos (m).a = Proyección horizontal del vano (m).

Tensión máxima (Apdo. 2.2.1 ITC-BT-06).

Condiciones iniciales a considerar en la ecuación del cambio de condiciones.

a) Zona A , B y C.t = 15 ºC.Sobrecarga: viento (Pv).

b) Zona A.t = 0 ºC.Sobrecarga: viento/3 (Pv/3).

c) Zonas B y C.t = 0 ºC.Sobrecarga: hielo (Ph).

Flecha máxima (Apdo. 2.2.2 ITC-BT-06).

Condiciones finales a considerar en la ecuación del cambio de condiciones.

a) Hipótesis de temperatura.t = 50 ºC.Sobrecarga: ninguna.

b) Hipótesis de viento.t = 15 ºC.



Sobrecarga: viento (Pv).

c) Hipótesis de viento/3.t = 0 ºC.Sobrecarga: viento/3 (Pv/3).

d) Hipótesis de hielo.t = 0 ºC.Sobrecarga: hielo (Ph).

Zona A: Se considera la hipótesis a), b) y c).Zonas B y C: Se consideran las hipótesis a), b) y d).

Flecha mínima.


a) t = 15 ºC.Sobrecarga: ninguna.

b) t = 0 ºC.Sobrecarga: ninguna.

Tendido de la línea.


t = 0 ºC.t = + 5 ºC.t = + 10 ºC.t = + 15 ºC.t = + 20 ºC.t = + 25 ºC.t = + 30 ºC.t = + 35 ºC.t = + 40 ºC.t = + 45 ºC.t = + 50 ºC.Sobrecarga: ninguna.



Apoyos (Apdo. 2.3 ITC-BT-06).

Para el cálculo de apoyos, se consideran éstos sometidos a los siguientes esfuerzos:

Apoyos de líneas situadas en zona A (Altitud inferior a 500 m)

Hipótesis 1ª Hipótesis 2ªTipo de apoyo Viento viento /3

- Alineación - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Viento/3 (Apt.2.1)- Temperatura 15 ºC - Difer. de Tiros (Apt.2.3)* Cargas verticales Tv - Temperatura 0 ºCTv = Pcv * Cargas verticales Tv* Cargas horizontales Th Tv = Pcv3Th = Fvc * Cargas horizontales Thdirec: normal a la línea Th = Rv3-Esf.equivalente

entre Fv3c y Dtv3direc: línea o normal a la línea

- Angulo - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Viento/3 (Apt.2.1)- Result.ángulo (Apt.2.3) - Result.ángulo (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pcv3* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = Fvc + Rav Th = Fv3c + Rav3direc: resultante direc: resultante

- Estrellamiento - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Viento/3 (Apt.2.1)- Result.ángulo (Apt.2.3) - Result.ángulo (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pcv3* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = (2/3 · Rav) + Fvc Th = Fv3c + Rav3direc: resultante direc: resultante

- Fin línea - Cargas perm.(Apt.2.1): - Cargas perm.(Apt.2.1):- Viento (Apt.2.1) - Viento (Apt.2.1)- Difer. de Tiros (Apt.2.3) - Difer. de Tiros (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pcv3* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = Rv-Esf.equivalente Th = Rv3-Esf.equivalente

entre Fvc y Dtv entre Fv3c y Dtv3direc: línea direc: línea

Apoyos de líneas situadas en zonas B y C (Altitud igual o superior a 500 m)

Hipótesis 1ª Hipótesis 3ªTipo de apoyo Viento Hielo

- Alineación - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Hielo (Apt.2.1)



- Temperatura 15 ºC - Difer. de Tiros (Apt.2.3)* Cargas verticales Tv - Temperatura 0 ºCTv = Pcv * Cargas verticales Tv* Cargas horizontales Th Tv = PchTh = Fvc * Cargas horizontales Thdirec: normal a la línea Th = Dth

direc: línea

- Angulo - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Hielo (Apt.2.1)- Result.ángulo (Apt.2.3) - Result.ángulo (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pch* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = Fvc + Rav Th = Rahdirec: resultante direc: resultante

- Estrellamiento - Cargas perm.(Apt.2.1) - Cargas perm.(Apt.2.1)- Viento (Apt.2.1) - Hielo (Apt.2.1)- Result.ángulo (Apt.2.3) - Result.ángulo (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pch* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = (2/3 · Rav) + Fvc Th = Rahdirec: resultante direc: resultante

- Fin línea - Cargas perm.(Apt.2.1): - Cargas perm.(Apt.2.1):- Viento (Apt.2.1) - Viento (Apt.2.1)- Difer. de Tiros (Apt.2.3) - Difer. de Tiros (Apt.2.3)- Temperatura 15 ºC - Temperatura 0 ºC* Cargas verticales Tv * Cargas verticales TvTv = Pcv Tv = Pch* Cargas horizontales Th * Cargas horizontales ThTh = Rv-Esf.equivalente Th = Dth

entre Fvc y Dtv direc: líneadirec: línea

Cargas permanentes (Apdo. 2.1 ITC-BT-06).

Se considerarán las cargas verticales debidas al peso de los distintos elementos:conductores con sobrecarga (según hipótesis), aisladores y herrajes.

En la 1ª hipótesis, el peso que gravita sobre los apoyos debido al conductor y susobrecarga "Pcv" será:

Pcv = Lv · Pp · n (kg)

Siendo:

Lv = Longitud del conductor que gravita sobre el apoyo en las condiciones de 15 ºCcon sobrecarga de viento (m).

Pp = Peso propio del conductor (kg/m).



n = número de haces de conductores.

En la 2ª hipótesis en zona A, el peso que gravita sobre los apoyos debido alconductor y su sobrecarga "Pcv3" será:

Pcv3 = Lv3 · Pp · n (kg)

Siendo:

Lv3 = Longitud del conductor que gravita sobre el apoyo en las condiciones de 0 ºCcon sobrecarga de viento/3 (m).

Pp = Peso propio del conductor (kg/m).n = número de haces de conductores.

En la 3ª hipótesis en zonas B y C, el peso que gravita sobre los apoyos debido alconductor y su sobrecarga "Pch" será:

Pcv = Lh · Pph · n (kg)

Siendo:

Lh = Longitud del conductor que gravita sobre el apoyo en las condiciones de 0 ºCcon sobrecarga de hielo (m).

Pph = Peso propio del conductor con sobrecarga de hielo (kg/m).n = número de haces de conductores

Esfuerzos del viento

- El esfuerzo del viento sobre los conductores "Fvc" en la hipótesis 1ª se obtiene de lasiguiente forma:

Apoyos alineación

Fvc = (a1 · d1 · n1 + a2 · d2 · n2)/2 · k (kg)

Apoyos fin de línea

Fvc = a/2 · d · n · k (kg)

Apoyos de ángulo y estrellamiento

Fvc = å ap /2 · dp · np · k (kg)

- El esfuerzo del viento/3 sobre los conductores "Fv3c" en la hipótesis 2ª en zona A, seobtiene de la siguiente forma:



Apoyos alineación

Fv3c = (a1 · d1 · n1 + a2 · d2 · n2)/6 · k (kg)


Fv3c = a/6 · d · n · k (kg)

Apoyos de ángulo y estrellamiento

Fv3c = å ap /6 · dp · np · k (kg)

Siendo:

a1 = Proyección horizontal del vano que hay a la izquierda del apoyo (m).a2 = Proyección horizontal del vano que hay a la derecha del apoyo (m).a = Proyección horizontal del vano (m).ap = Proyección horizontal del vano en la direccion perpendicular a la resultante (m).d, d1, d2, dp = Diámetro del conductor (mm).n, n1, n2, np = nº de haces de conductores.K = 0,05.

Resultante de ángulo (apoyos de ángulo y estrellamiento)

- En la hipótesis 1ª, la resultante de ángulo "Rav" de las tracciones de los conductores, seobtiene:

Rav = ((Th1· n1)² +(Th2· n2)² - 2 ·Th1·n1·Th2· n2· cos [180 - ] ) (kg)

Siendo:n1, n2 = Número de haces de conductores.Th1, Th2 = Tensiones horizontales en las condiciones de 15 ºC con sobrecarga deviento (kg). = Angulo que forman Th1 y Th2 (gr. sexa.).

- En la hipótesis 2ª en zona A, la resultante de ángulo "Rav3" de las tracciones de losconductores, se obtiene:

Rav3 = ((Th1· n1)² +(Th2· n2)² - 2 ·Th1·n1·Th2· n2· cos [180 - ] ) (kg)



Siendo:n1, n2 = Número de haces de conductores.Th1, Th2 = Tensiones horizontales en las condiciones de 0 ºC con sobrecarga deviento/3 (kg). = Angulo que forman Th1 y Th2 (gr. sexa.).

- En la hipótesis 3ª en zonas B y C, la resultante de ángulo "Rah" de las tracciones de losconductores, se obtiene:

Rah = ((Th1· n1)² +(Th2· n2)² - 2 ·Th1·n1·Th2· n2· cos [180 - ] ) (kg)

Siendo:n1, n2 = Número de haces de conductores.Th1, Th2 = Tensiones horizontales en las condiciones de 0 ºC con sobrecarga de hielo(kg). = Angulo que forman Th1 y Th2 (gr. sexa.).

*Nota: En los apoyos de estrellamiento las operaciones anteriores se han realizadotomando las tensiones dos a dos para conseguir la resultante total.

Diferencia de tiros

- En la hipótesis 1ª (apoyos fin de linea), la diferencia de tiros "Dtv" se obtiene:


Dtv = Th · n (kg)

Siendo:n = número de haces de conductores.Th = Componente horizontal de la tensión en las condiciones de 15 ºC y sobrecargade viento (kg).

- En la hipótesis 2ª (apoyos fin de línea y alineación) en zona A, la diferencia de tiros"Dtv3" se obtiene:


Dtv3 = Th · n (kg)



Apoyos de alineación

Dtv3 = Abs(Th1· n1 - Th2 · n2) (kg)

Siendo:n, n1, n2= número de haces de conductores.Th, Th1, Th2 = Componente horizontal de la tensión en las condiciones de 0 ºC consobrecarga de viento/3 (kg).

- En la hipótesis 3ª (fin de línea y alineación) en zonas B y C, el desequilibrio detracciones "Dth" se obtiene:


Dth = Th · n (kg)

Apoyos de alineación

Dth = Abs(Th1· n1 - Th2 · n2) (kg)

Siendo:n, n1, n2= número de haces de conductores.Th, Th1, Th2 = Componente horizontal de la tensión en las condiciones de 0 ºC consobrecarga de hielo (kg).

Esfuerzo equivalente a la Resultante entre el esfuerzo del viento y la diferencia de

tiros

En la hipótesis de viento y viento/3, el esfuerzo del viento y la diferencia de tirosson esfuerzos perpendiculares, por lo tanto el esfuerzo equivalente a la resultante de ambosse obtiene:

- En la hipótesis 1ª (apoyos fin de línea), la resultante "Rv" se obtiene:

Rv = [(Fvc)² + Dtv²] · (cosa + sena) (kg)tg = Fvc / Dtv

- En la hipótesis 2ª (apoyos fin de línea y alineación), la resultante "Rv3" se obtiene:

Rv3 = [(Fv3c)² + Dtv3²] · (cos3 + sen3) (kg)tg 3 = Fv3c / Dtv3

Siendo:Fvc = Esfuerzo del viento sobre los conductores en la hipótesis de viento (kg).



Fv3c = Esfuerzo del viento sobre los conductores en la hipótesis de viento/3 (kg).Dtv = Diferencia de tiros en la hipótesis de viento (kg).Dtv3 = Diferencia de tiros en la hipótesis de viento/3 (kg). = ángulo que forma la resultante de los esfuerzos con la línea, en la hipótesis deviento (gr. sexa.).3 = ángulo que forma la resultante de los esfuerzos con la línea, en la hipótesis deviento/3 (gr. sexa.).

Esfuerzo equivalente de la Resultante de ángulo

En cada hipótesis la resultante de ángulo tiene una dirección distinta, por lo tanto seha calculado el esfuerzo equivalente de cada resultante en la dirección de la resultantemayor de las tres hipótesis:

- En la hipótesis 1ª, la resultante "Rv" se obtiene:

Apoyos de ángulo

Rv = (Rav+Fvc) · (cos + sen) (kg)

Apoyos de estrellamiento

Rv = (2/3 · Rav+Fvc) · (cos + sen) (kg)

- En la hipótesis 2ª en zona A, la resultante "Rv3" se obtiene:

Rv3 = (Rav3+Fv3c) · (cos3 + sen3) (kg)

- En la hipótesis 3ª en zonas B y C, la resultante "Rh" se obtiene:

Rh = Rah · (cosh + senh)(kg)

Siendo:Rav = Resultante de ángulo en la hipótesis de viento (kg).Rav3 = Resultante de ángulo en la hipótesis de viento/3 (kg).Rah = Resultante de ángulo en la hipótesis de hielo (kg).Fvc = Esfuerzo del viento sobre los conductores en la hipótesis de viento (kg).Fv3c = Esfuerzo del viento sobre los conductores en la hipótesis de viento/3 (kg). = ángulo que forma la resultante en la hipótesis de viento con la mayor resultante(gr. sexa.).3 = ángulo que forma la resultante en la hipótesis de viento/3 con la mayorresultante (gr. sexa.).h = ángulo que forma la resultante en la hipótesis de hielo con la mayor resultante



(gr. sexa.).

Apoyo adoptado

El apoyo adoptado deberá soportar la combinación de esfuerzos considerados encada hipótesis (cargas horizontales, cargas verticales).

1.5.4.- Cimentaciones

Para que un apoyo permanezca en su posición de equilibrio, el momento creado porlas fuerzas exteriores a él ha de ser absorbido por la cimentación, debiendo cumplirse portanto:

Mf 1,65 · (Mep + Mev)

Siendo:Mf = Momento de fallo al vuelco. Momento absorbido por la cimentación (kg · m).Mep = Momento producido por el esfuerzo en punta (kg · m).Mev = Momento producido por el esfuerzo del viento sobre el apoyo (kg · m).

Obtenido cada uno de la siguiente manera:

Momento absorbido por la cimentación

El momento absorbido por la cimentación "Mf" se calcula por la fórmula deSulzberger:

Mf = 139 · C2 · a · h4+ a3 · (h + 0,20) · 2420 · ( 0,5 - 2/3·(1,1 · h/a · 1/10·C2) )

Siendo:C2 = Coeficiente de compresibilidad del terreno a la profundidad de 2 m (kg/cm3).a = Anchura del cimiento (m).h = profundidad del cimiento (m).

Momento debido al esfuerzo en punta

El momento debido al esfuerzo en punta "Mep" se obtiene:

Mep = Ep · Hrc



Siendo:Ep = Esfuerzo en punta (kg).Hrc = Altura de la resultante de los conductores (m).

Momento debido al viento sobre el apoyo

El momento debido al esfuerzo del viento sobre el apoyo "Mev" se obtiene:

Mev = Eva · Hv

Siendo:Eva = Esfuerzo del viento sobre el apoyo (kg).Eva = (160 · (1 - ) + 80 · ( 1 - ) ) · S (apoyos de celosía con perfiles normales).Eva = (90 · (1 - ) + 45 · ( 1 - ) ) · S (apoyos de celosía con perfiles cilíndricos).Eva = 102 · S (apoyos con superficies planas).Eva = 71,4 · S (apoyos con superficies cilíndricas).S = Superficie real del apoyo expuesta al viento (m²). = Coeficiente de opacidad. Relación entre la superficie real de la cara y el área

definida por su silueta.Hv = Altura del punto de aplicación del esfuerzo del viento (m). Se obtiene:H0 = H/3 · (d1 + 2·d2) / (d1 + d2) (m)H = Altura total del apoyo (m).d1 = anchura del apoyo en el empotramiento (m).d2 = anchura del apoyo en la cogolla (m).

1.5.5.- Distancias de seguridad

Distancia de los conductores al terreno

La altura de los apoyos será la necesaria para que los conductores, con su máximaflecha vertical, queden situados por encima de cualquier punto del terreno o superficies deagua no navegables a una altura mínima de.

dst = 4 m.

1.5.6.- Desviación horizontal de las catenarias por la acción del viento

dH = z · sen

Siendo:dH = Desviación horizontal de las catenarias por la acción del viento (m).z = Distancia entre el punto de la catenaria y la recta de unión de los puntos de



sujeción (m).= Angulo que forma la resultante del viento con el peso propio del conductor.

1.5.7.- Resultados.

En las tablas que se muestran a continuación se exponen los resultados de los cálculosmecánicos correspondientes a los siguientes parámetros: tensión máxima en la línea ycomponentes horizontales; tensiones horizontales y flechas en determinadas condiciones;apoyos; cimentaciones; distancias de seguridad. Todos los resultados se han determinadocon el programa CMBT de dmELECT.

CONDUCTOR.

Tensión de la línea: 400 V.Sección: 54,6 mm2.Diámetro: 36,85 mm.Carga de Rotura: 1.554 Kg.Módulo de elasticidad: 6.000 Kg/mm2 .Coeficiente de dilatación lineal: 23,00 · 10-6 .Peso propio: 0,75 Kg/m.Peso propio más sobrecarga de viento: 2,03 Kg/m.Peso propio más sobrecarga con un tercio del viento: 0,98 Kg/m.Peso propio más sobrecarga de hielo (Zona B): 1,12 Kg/m.Peso propio más sobrecarga de hielo (Zona C): 1,48 Kg/m.

TENSIONES Y FLECHAS EN HIPOTESIS REGLAMENTARIAS.

Vano Longit. Desni. Vano Hipótesis de Tensión Máxima Hipótesis de Flecha MáximaRegula. 15ºC+V 0ºC+V/3 0ºC+H 15ºC+V 0ºC+V/3 0ºC+H 50ºC

(m) (m) (m) Toh(Kg) Toh(Kg) Toh(Kg) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m)1-2 58 20.1 58 466.6 319.1 466.6 1.93 319.1 1.6 178.6 1.882-3 68 5.9 68 505.4 330.4 505.4 2.33 330.4 2 192.9 2.273-4 40 1.2 40 514.9 434.9 514.9 0.79 434.9 0.5 205.9 0.734-5 40 4.85 40 507.7 426.7 507.7 0.8 426.7 0.5 202.2 0.75

Vano Longit. Desni. Vano Flecha Mínima Hipót. de Cálculo de ApoyosRegula. 15ºC 0ºC 15ºC+V 0ºC+V/3 0ºC+H

(m) (m) (m) F(m) F(m) Th(Kg) Th(Kg) Th(Kg)1-2 58 20.1 58 1.57 1.42 466.6 319.12-3 68 5.9 68 1.97 1.84 505.4 330.43-4 40 1.2 40 0.49 0.4 514.9 434.94-5 40 4.85 40 0.51 0.41 507.7 426.7

TENSIONES Y FLECHAS DE TENDIDO.

Vano Longit. Desni. V. Reg. 0ºC 5ºC 10ºC 15ºC 20ºC 25ºC(m) (m) (m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m)

1-2 58 20.1 58 236.6 1.42 228.6 1.47 221.6 1.52 214.6 1.57 208.6 1.61 202.6 1.662-3 68 5.9 68 238.9 1.84 232.9 1.88 227.4 1.93 222.4 1.97 217.4 2.02 212.9 2.063-4 40 1.2 40 377.4 0.4 352.4 0.43 329.4 0.46 307.9 0.49 288.4 0.52 270.9 0.564-5 40 4.85 40 369.2 0.41 344.7 0.44 322.2 0.47 301.2 0.51 282.7 0.54 265.2 0.57



Vano Longit. Desni. V. Reg. 30ºC 35ºC 40ºC 45ºC 50ºC(m) (m) (m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m) Th(Kg) F(m)

1-2 58 20.1 58 197.1 1.71 192.1 1.75 187.1 1.8 182.6 1.84 178.6 1.882-3 68 5.9 68 208.4 2.1 204.4 2.15 200.4 2.19 196.4 2.23 192.9 2.273-4 40 1.2 40 254.9 0.59 240.9 0.63 227.9 0.66 216.4 0.7 205.9 0.734-5 40 4.85 40 249.7 0.61 236.2 0.64 223.7 0.68 212.2 0.72 202.2 0.75

CALCULO DE APOYOS.

Apoyo Función Ang. Rel. Hipótesis 1ª (Viento) Hipótesis 2ª (Viento/3) Hipótesis 3ª (Hielo)15ºC+V 0ºC+V/3 0ºC+H

gr.sexa. Tv(Kg) Th(Kg) Tv(Kg) Th(Kg) Tv(Kg) Th(Kg)1 Fin Línea -23.4 521.1;

dir:línea-62.6 319.1;

dir:línea2 Angulo 87.7;

apo.193.2 327.2;

dir:result.154.9 154.4;

dir:result.3 Angulo 48.4;

apo.451.6 746.2;

dir:result.76.4 576.4;

dir:result.4 Alineación 13.1 82.4;

dir:nor.lín.6.2 8.2;

dir:línea5 Fin Línea 38.2 545.3;

dir:línea74.3 426.7;

dir:línea

APOYOS ADOPTADOS.

Apoyo Función Tipo Coefic. Angulo Altura Esf.Util Esf.VerSegur. Total Punta s.Tors.

gr.sexa (m) (Kg) (Kg)1 Fin Línea Celosia cónico N 13 800 12002 Angulo Celosia cónico N 155 13 600 10003 Angulo Celosia cónico N 98 12 800 12004 Alineación Celosia cónico N 10 600 10005 Fin Línea Celosia cónico N 10 800 1200

CALCULO DE CIMENTACIONES.

Apoyo Función Esf.Util Alt.Res Mom.Producido Esf.Vie Alt.Vie. Mom.Producido Momento Total Coefic. Ancho Alto Mom.AbsorbidoPunta conduc por el conduc. Apoyos Apoyos Viento Apoyos Fuerzas

externasComp. Cimen. Cimen. por la cimentac.

(Kg) (m) (Kg.m) (Kg) (m) (Kg.m) (Kg.m) (m) (m) (Kg.m)1 Fin Línea 800 11.5 9200 286.3 4.88 1396.7 10596.7 10 1.13 1.75 17647.52 Angulo 600 11.6 6960 278.1 4.92 1367.1 8327.1 10 1.1 1.65 13888.63 Angulo 800 10.5 8400 256 4.49 1150.4 9550.4 10 1.05 1.75 15926.84 Alineación 600 8.7 5220 195.3 3.79 740.1 5960.1 10 1.01 1.55 99075 Fin Línea 800 8.55 6840 200.3 3.73 747 7587 10 0.95 1.7 12631.3

CALCULO DE ESFUERZOS VERTICALES SIN SOBRECARGA.

Apoyo Función Esf.Vert. 0ºC(Kg)

1 Fin Línea -59.032 Angulo 110.443 Angulo 50.414 Alineación -3.145 Fin Línea 60.01



2.- CÁLCULOS DE LA CIMENTACIÓN MONOBLOQUE:

El mástil a instalar en la estación base de Benalúa de las Villas (Granada) será unaestructura metálica de celosía de 30 m de altura sobre la horizontal del terreno con unaconfiguración de cargas M1.1A (según denominación de la operadora) y con un grado deexposición al viento normal.

Los cálculos de la cimentación se realizarán con el método de Sulzberger, unmétodo experimental verificado en el que, para inclinaciones inferiores a tgα < 0,01, elterreno se comporta como un cuerpo más o menos plástico elástico y su resistencia creceproporcionalmente a la profundidad de excavación.

Por lo tanto las hipótesis de cálculo se resumen en:

- El ángulo máximo que puede girar el macizo de hormigón es tgα = 0,01.- El terreno se comporta como un cuerpo plástico y elástico y por ello los

desplazamientos del macizo dan origen a reacciones que le son sensiblementeproporcionales.

- Se considera que la resistencia del terreno es nula en la superficie y creceproporcionalmente a la profundidad de excavación.

- El macizo gira sobre un eje situado a 2/3 de profundidad y a 1/4 de su anchura.- Por exigencia de la normativa de la operadora se adoptará además un coeficiente de

seguridad de 1,5 o superior en la relación entre el momento de vuelco y el momentoresistente.

Para calcular las dimensiones de la cimentación de apoyo del mástil lo primero esdeterminar el momento al vuelco (Mv) que se contrarrestará con el momento estabilizadordel terreno o momento Resistente (Mr), que a su vez se compone del momento estabilizadorde la zapata (Mlateral) y el momento estabilizador de cargas verticales (Mvertical) de acuerdoal esquema mostrado en la Figura 1.



FIGURA 1 (PARÁMETROS SEGÚN MÉTODO DE SULZBERGER)

Con las hipótesis de cálculo planteadas la zapata se dará como válida si se cumpleque Mr ≥ 1.5 Mv. Las dimensiones de la zapata así obtenidas son las mínimas quecumplen con ese requisito.

El momento resistente, los ángulos girados y el momento de vuelco vienendefinidos por las siguientes expresiones:



Donde:

• Mr = Momento resistente (kg∙m)• Mv = Momento de vuelco (kg∙m)• a = ancho del macizo (m)• b = largo del macizo (m)• t = altura del macizo (m)• P = peso total del conjunto (kg)• Ct = Coeficiente del terreno de las paredes laterales a la profundidad t (kg/cm3)• Cb = Coeficiente del terreno en el fondo de la excavación (kg/cm3)• tgα = ángulo que puede girar el macizo (adim)• μ = coeficiente de fricción estática entre el terreno y el hormigón (adim.)• F = fuerza flectora en punta del mástil (kg)• h = altura del mástil (m)

Los coeficientes de compresibilidad definidos indican la presión necesaria enkg/cm2 para provocar un hundimiento de 1 cm. Estos coeficientes se obtendrán durante laexcavación mediante ensayos reales y cuya comprobación se puede efectuar observando elterreno y la resistencia que éste opone a la herramienta, en función de las característicasindicadas en la Tabla 11.



TABLA 11 (COEFICIENTES DE COMPRESIBILIDAD ADOPTADOS EN FUNCIÓN DEL TIPO DETERRENO)

Los valores empleados de los diferentes parámetros para determinar las dimensionesde la cimentación han sido los siguientes:

• F = 3634 kg (equivalente a una carga de viento de 150 km/h que actuará comofuerza flectora)• h = 30 m (altura del mástil)• P = 5516 kg (peso del mástil)• Ct = Cb = 10 kg/cm3• Peso específico del hormigón = 2200 kg/m3

• Altura peana sobre el suelo = 0,15 m

Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 12. En ella puede observarse que elvalor del coeficiente de seguridad para las dimensiones obtenidas resulta ser:

= = 1,55 ⇒ ≥ 1,5con lo que las dimensiones calculadas de la cimentación son válidas:= 2,60 = 2,60 = 2,60



CALCULO DE CIMENTACIÓN MONOBLOQUE POR ELMÉTODO SULZBERGER

Benalúa de las Villas EB

DATOS SEGÚN MÉTODO SULZBERGER

Presión adm.terreno (referencia)adm

(Kp/cm2) 4

Lado // a dirección de vuelco b (cm) 260

Lado Á a dirección de vuelco a (cm) 260

Profundidad de entrada h = (cm) 260

Coeficiente decompresibilidad Ct (Kp/cm3) 10,00

Tangente ángulo de girotg

(adim.) 0,01

Peso estructura metálica Pe (Kp) 5910

Peso especifico del hormigón h (Kp/cm3) 0,0022

Altura del bloque de hormigón c (cm) 275

Peso del bloque de hormigón Ph (Kp) 40898

Peso total (estrutura+bloque hormigón) P (Kp) 46808

Momento de vuelco debido al vientoMv

(Kp.cm) 11.531.900ANÁLISIS DE RESULTADOS

Momento estabilizador alvuelco Me = (b.h3.Ct.tg/36) (Kp.cm) 17.842.578

+ P.a(0,5-2/3(P/2.a2.b.Ct.tg)1/2

Coeficiente de seguridad Cs = Mr/M (adim.) 1,55

Cumple coef. seguridad Cs 1,5 SI

Tensión máx. fondo = (2.Ct.P.tg/a)1/2 (Kp/cm2)

Tensión máx. lateralsotavento 23/3 (Kp/cm2)

Tensión máx. lateral

barlovento 3 = Ct.h.tg/3 (Kp/cm2)

Volumen de excavación Ve = a.b.h (m3) 17,58

Volumen bloque de hormigón Vh = a.b.c (m3) 18,59

TABLA 12 (MÉTODO DE SULZBERGER, CÁLCULO CIMENTACIÓN)



3.- CÁLCULO DE LA INSTALACION CONTRA INCENDIOS

3.1.- OBJETO Y APLICACIÓN

En este punto de la memoria de cálculo se establecen las condiciones quedebe reunir el local en estudio (EB-5) con el fin de proteger a sus posibles ocupantesfrente a riesgos originados por un incendio, para prevenir daños materiales, evitar lapropagación y facilitar la intervención de los bomberos y de los equipos de rescateteniendo en cuenta su seguridad.

3.2.- ESTUDIO DE LA EDIFICACION. NORMATIVA APLICADA.

El estudio y cálculo de la instalación de protección contra incendio del localse ha realizado atendiendo a lo que sobre esta materia indica el código técnico de laedificación (CTE) en su apartado de seguridad en caso de Incendio (SI), la normatecnológica NTE-IPF (protección contra el fuego) y, dado que es un local destinadoa instalaciones, se acogerá a lo que en materia de seguridad contra incendios figuraen el reglamento correspondiente del RD 2267/04.

Se justificará cada uno de los apartados atendiendo a la sección del CTE-SIdonde se definen las condiciones a cumplir en cada caso.

3.2.1.- Compartimentación en sectores de incendio

El local objeto del presente proyecto posee una superficie de 5 m2

distribuido en una sola planta y constituye por tanto un solo sector deincendio (C.T.E sección SI 1).

La resistencia al fuego de los elementos separadores de los sectoresde incendio será el mismo que el tiempo equivalente de exposición al fuegopara los elementos estructurales conforme a lo establecido en la sección SI 6siendo en este caso de EI 90.

3.2.2.- Clasificación del local

Atendiendo a la tipología de la instalación a realizar y según la Tabla13, extraída del CTE-SI-1, la clasificación de la EB es de riesgo bajo.



TABLA 13 (INDICE DE RIESGO SEGÚN OCUPACIÓN DEL LOCAL)

3.2.3.- Restricciones a la ocupación

Está regulada por el CTE sección SI-3. Nuestro recinto se encuentrasituado en los terrenos pertenecientes a una finca rústica. Además la EB noestá destinada a servir como puesto de trabajo permanente, más bien alcontrario ya que la permanencia del personal técnico en las dependencias dela EB será de forma casual para trabajos de mantenimiento/ajuste de la redpor lo que carece de restricciones a la permanencia habitual de personas.

3.2.4.- Cálculo de ocupación

Según el CTE sección SI-3 apartado 2 para el cálculo de ocupacióntomamos los valores de densidad que da la Tabla 14 (extracto de la tablacompleta que aparecen en la citada instrucción). En el caso que nos ocupa



tenemos que es una zona de ocupación ocasional y accesible únicamente aefectos de mantenimiento por tanto la densidad de ocupación (m2/personas)vale 0.

TABLA 14 (DENSIDAD DE OCUPACIÓN)

3.2.5.- Estudio de la evacuación

Para determinas las características de evacuación del local se seguirálo indicado por el CTE sección S-3.

• Numero de salidas

Un recinto puede disponer de una única salida cuando cumpla lascondiciones siguientes:

- su ocupación es menor de 100 personas- la altura de evacuación de la planta no excede los 28 m- ningún recorrido de evacuación hasta la salida tiene más de 25 m engeneral

condiciones que cumple nuestra EB con lo que es suficiente la única salidadisponible.

• Dimensionado de las puertas

Según establece en CTE-SI-3 la anchura “A” en metros de la puertade evacuación será al menos la anchura mínima establecida, es decir mayor oigual a 0,8 m, condición que también cumple la EB.



3.2.6.- Bomberos

Atendiendo al CTE-SI-5 donde se dimensiona el acceso alemplazamiento para los bomberos se indica lo siguiente:

“Los viales de aproximación a los espacios de maniobra debencumplir las condiciones siguientes:

En los tramos curvos el carril de rodadura debe quedar delimitado porla traza de una corona circular cuyos radios mínimos deben ser 5,30 m y12,50 m y con una anchura libre para circulación de 7,20m”

condiciones ambas que cumple nuestro emplazamiento.

3.2.7.- Instalaciones adoptadas

Para calcular y determinar los elementos de protección contraincendio necesarios para nuestra EB nos apoyaremos en el valor obtenido alcalcular la densidad de carga de fuego según el RD 2267/04 “Reglamentode seguridad contra incendios en establecimientos industriales” donde sedefine este parámetro como:

= ∑ ∙ ∙ ∙donde

• Qs = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o áreade incendio (MJ/m2)•Gi = masa de cada uno de los combustibles que existen en el sector o áreade incendio (kg)•qi = poder calorífico de cada uno de los combustibles que existen en elsector de incendio (MJ/kg)•Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por lacombustibilidad) de cada uno de los combustibles que existen en el sector deincendio•A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada delárea de incendio (m2)



•Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por laactivación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sectorde incendio (producción, montaje, almacenamiento, …)

En función del valor que obtengamos de Qs definiremos el nivel deriesgo intrínseco del local en estudio de acuerdo a la Tabla 15. En nuestrocaso tenemos que casi todos los elementos que conforman la instalaciónposeen un valor de la densidad de carga de fuego media de 400 MJ/m2 oinferior, a excepción de la espuma de poliestireno expandido que conformael interior de los paneles de la caseta que es superior:

• Acumuladores (baterías), Qs = 400• Aparatos elécticos (CGBT), Qs = 400• Aparatos electrónicos (NB-880, ALplus2, detector de humo), Qs = 400• Aparatos mecánicos (aire acondicionado), Qs = 400• Cobre (coaxiales, cableado interior, …), Qs = 40• Acero (estructura EB-5), Qs = 40• Espuma de poliestireno, Qs = 600

Por lo que es de esperar que el coeficiente global del conjunto sea inferior alvalor de 450 MJ/m2 que es el valor límite para la consideración de un nivelde riesgo bajo tipo 1.

TABLA 15 (NRI EN FUNCIÓN DE LOS VALORES OBTENIDOS PARA Qs)



Sustituyendo valores en la expresión anterior para nuestroemplazamiento tenemos que el valor resultante es:

Qs = 117,68 MJ/m2

confirmando lo que habíamos supuesto.

La reglamentación de la CTE-SI-4 “Detección, control y extincióndel incendio” para lugares con el NRI = 1 (nivel de riesgo intrínseco) soloexige la instalación de un extintor portátil, no siendo necesario la colocaciónde BIE, pulsadores manuales, rociadores automáticos ni cualquier otrosistema para la extinción de incendio.

El extintor a instalar tendrá una eficacia de 21A-113B y, debido a laexistencia de instalaciones eléctricas con una tensión inferior a 1000 v, elagente de extinción ha de ser polvo polivalente ABC. El mismo se colocaráen el paramento vertical de forma que el extremo superior esté a una alturade 1,70 m con respecto al nivel del suelo.



4.- CÁLCULO DEL MÁSTIL SOPORTE DE ANTENAS

4.1.- DESCRIPCIÓN GENERAL

En este apartado se describen las hipótesis de cálculo y la justificacióndimensional de los perfiles, elementos de unión y accesorios adoptados en el diseñode la estructura metálica que sirve como soporte del sistema radiante.

El mástil debe calcularse para soportar una velocidad de viento de proyecto(Vc) que será la mayor entre los 150 km/h (situación expuesta 41,6 m/s) y lavelocidad de viento básica en condiciones medias.

El diseño será capaz de soportar como mínimo la configuración de antenasdefinida en la normativa de la operadora para el tipo de mástil adoptado y que es lasiguiente:

- 4 antenas colineales en cota superior ⇒ 40,8 Kg (0,376 m2)- 3 antenas de doble polarización a 1,8 m de cota superior ⇒ 254 Kg (2,341 m2)- 3 antenas de doble polarización a 4,9 m de cota superior ⇒ 254 Kg (2,341 m2)- (*)1 antena parabólica de Ø1,2 a ½ de la altura nominal ⇒ 191 Kg (1,76 m2)

(*): El mástil es capaz de soportar, en la situación más desfavorable decolocación de parábola/s, alguna de las dos hipótesis siguientes:

a) Colocación de una sola parábola de Ø1,2 m situada a la mitad de la alturanominal

b) Colocación de dos parábolas de Ø0,6 m(2x50,3 Kg) situadas en la alturanominal.

Las cargas de antenas sobre el mástil se han obtenido de los datos facilitados porlos diferentes suministradores o, en su defecto y en función de las característicasfísicas de las mismas, se han obtenido las cargas equivalentes.

Además de las cargas anteriores se deja la siguiente carga de reserva parauna futura instalación de otros sistemas radiantes:

- Carga disponible en cota superior ⇒ 50 Kg (0,33 m2)- Carga disponible a 2 m de la cota superior ⇒ 100 Kg (0,66 m2)- Carga disponible a 5 m de la cota superior ⇒ 100 Kg (0,66 m2)



4.2.- HIPÓTESIS DE CÁLCULO

4.2.1.- Acciones adoptadas para el cálculo

En el cálculo se considerarán las siguientes acciones:

- Acciones gravitatorias.- Acciones del viento.

No se consideran a efectos de cálculo las acciones sísmicas,reológicas, ni las acciones del terreno.

.Se considerarán los siguientes casos de carga, compuestos de

diversas acciones:

Caso 1: viento frontal

1.1 Pesos.- Pesos del fuste, incluidos elementos como escalera, cableado, etc.- Pesos de soportes y antenas.

1.2 Sobrecargas.- Peso de hielo.- Peso de nieve sobre plataformas y soportes.- Peso de dos operarios trabajando sobre los soportes de antenas.

1.3 Carga de viento.- Viento incidente a 150 km/h (41,6 m/s) a 0º (viento frontal).- Ráfaga de viento incidente.

Caso 2: viento diagonal

2.1 Pesos.- Pesos del fuste, incluidos elementos como escalera, cableado, etc.- Pesos de soportes y antenas.

2.2 Sobrecargas.- Peso de hielo.- Peso de nieve sobre plataformas y soportes.- Peso de dos operarios trabajando sobre los soportes de antenas.

2.3 Carga de viento.- Viento incidente a 165 km/h (48,8 m/s) a 45º (viento diagonal).- Ráfaga de viento incidente.



Requisitos de cálculo:

El mástil se ha de calcular para cumplir con los siguientes requisitos:

a) Situación topográfica expuesta para alturas inferiores a 30 metroscorrespondiente a una velocidad mínima de 150 km/h.

No se instalará este mástil en zonas que por su orografía o situacióndonde puedan preverse vientos locales de intensidad excepcional como:alta montaña, desfiladeros, acantilados, etc.

b) La presión que el viento ejerce sobre la estructura se supondrá constanteen toda su altura y será la ejercida para la velocidad de viento indicadaen el punto anterior.

c) En las condiciones más desfavorable de carga y de incidencia de viento,el acero no alcanzará la tensión admisible correspondiente a cada tipo.

d) El ángulo máximo admisible formado entre el eje vertical del mástil enreposo y el obtenido por la presión ejercida a la velocidad de viento dediseño (150 km/h) con todas las cargas aplicadas y en la peor situaciónde incidencia de viento, no será superior a un grado y medio (1,5º)sexagesimal.

e) La esbeltez máxima en las piezas sometidas a compresión en las barrasde trabajo no será superior a 150. Para las barras secundarias o dearriaostramiento y traccionadas será de 200. Se definen como barrasprincipales o de trabajo aquellas que son imprescindibles desde elpunto de vista estructural (montantes y diagonales). Se entienden comobarras que no trabajan aquellas que se colocan para reducir la esbeltez delas barras principales o para sujeción de soportes.

f) Las barras horizontales se diseñan para que, además de soportar unacarga puntual de 200 Kg situada en su centro o una repartida de 275Kg/m, no sobrepasen la tensión admisible (σadm) ni una flecha de l/250.

g) El dimensionado se realizará considerando las condiciones másdesfavorables de los casos de carga indicados anteriormente. Para elcálculo de incidencia de viento a 45º se considerará un coeficiente deincidencia oblicua k cuyo valor no será inferior a k=1,1.

h) El dimensionado de los perfiles sometidos a compresión se efectúamediante la aplicación de los coeficientes ω y cuando estén sometidos atracción se verifica su dimensionado con la sección neta, es decir,descontando los agujeros de los tornillos.



4.2.2.- Estimación de cargas sobre el mástil

(1) Cargas gravitatorias

Se consideran las siguientes cargas:

a).- Peso propio del fuste

El peso del fuste se ha estimado a partir de las longitudes de barra,secciones de cada una de ellas, densidad del material y altura del fuste (30mts). Como peso propio del fuste no se incluye el peso de la escalera, que seestimará posteriormente. El resultado obtenido ha sido:

Pfuste = 4032 kg

b).- Peso de los accesorios

El peso de los accesorios (plataformas de trabajo, cables, guiaondas,escaleras, etc.) juntamente con el peso que se adquiere en el galvanizado ypintura puede estimarse (en base a la experiencia con este tipo deestructuras) en el 25 % del peso propio del fuste.

Pacc = 0,25∙Pfuste = 1008 kg

c).- Peso antenas/pararrayos

Para los elementos de protección (pararrayos) y soportes de antenasse consideran los siguientes pesos:

- Antenas colineales y pararrayos: 250 kg- Antenas parabólicas: 200 kg- Antenas crospolares (6 antenas): 420 kg

Pant-pararr = 870 kg

En los pesos indicados anteriormente, se incluyen los pesos de laspropias antenas.

d).- Peso total cargas gravitatorias

El peso total considerado será el siguiente:= 1,25 ∙ + = 5910



(2) Sobrecargas gravitatorias

Las sobrecargas gravitatorias consideradas son las correspondientes ala formación de hielo sobre la estructura y plataformas y las cargas deinstalación o mantenimiento que requiere el SSRR.

a).- Peso del hielo

Para la estimación de carga de hielo sobre la estructura se supone quese formará una capa de 3 cm de grueso por todos los lados y en todas lasbarras del fuste. Para el cálculo se considera el peso específico del hielo enρ=700 kg/m3.

Por lo tanto, y según los perfiles que conforman la estructura:

Phielo = perímetro del perfil * espesor * longitud de la barra * ρ hielo

L120 = (4 x 0.12) x 0.03 x 40 x 700 = 403.2 kgL100 = (4 x 0.10) x 0.03 x 40 x 700 = 336 kgL80 = (4 x 0.08) x 0.03 x 10 x 700 = 67.2 kgL70 = (4 x 0.07) x 0.03 x 38.4 x 700 = 225.8 kgL60 = (4 x 0.06) x 0.03 x 164 x 700 = 826.5 kgL50 = (4 x 0.05) x 0.03 x 110 x 700 = 462 kgL45 = (4 x 0.045) x 0.03 x 10.4 x 700 = 39.3 kg

∑Li = 2360 kg (para i= perfiles varias dimensiones)

En el cálculo anterior se ha considerado que la magnitud de carga dehielo permite suponer que la carga de nieve (para altitudes por encima de2.000 m se debe considerar 200 kg/m2 sobre plataformas) queda absorbidadentro de la de hielo.

b).- Peso instalación y/o mantenimiento

Por último se añade una carga adicional de 150 kg correspondiente ala equivalencia de dos operarios de 75 Kg trabajando en las plataformas detrabajo para efectuar la instalación y/o mantenimiento del SSRR.

c).- Peso total sobrecargas gravitatorias

Por lo tanto el sobrepeso estimado será:

P sobre. grav. = P hielo + P inst-mant = 2360 + 150 = 2510 kg.



(3) Carga del viento

Se define como carga de viento aquélla de naturaleza variableproducida por la acción del viento sobre la estructura resistente o sobre loselementos no estructurales que incidan sobre ella. El estado de viento deproyecto (EVP) quedará definido por los parámetros de velocidad de vientoy dirección.

Los valores representativos de la carga de viento se obtendrán a partirde la determinación del estado de viento de proyecto en la localizacióngeográfica considerada (Benalúa de las Villas, Granada).

En el cálculo de la acción del viento sobre la estructura y accesoriosse considerarán los siguientes factores:

- Velocidad de viento.- Presión dinámica.- Coeficiente de fuerza efectivo (coeficiente eólico).- Efectos dinámicos por ráfaga.

• Velocidad de viento

El cálculo de la estructura se efectuará para soportar velocidades yráfagas de viento de 150 km/h (situación expuesta).

• Presión dinámica

La presión dinámica, qz utilizada para calcular la acción que ejerce elviento sobre los obstáculos, viene definida por:

La densidad del aire adoptada es 1,225 kg/m3 correspondiente al aireen un lugar situado a la altura del mar y a 15 ºC. Dado que la densidad delaire varía con la temperatura y altitud se efectuarán correcciones en lugaresfríos a altitudes bajas, en los que la densidad real sea mayor en un 10 % de laadoptada.



Por lo tanto la presión ejercida será:

• Coeficiente eólico

Los valores del coeficiente eólico de las antenas son los aportadospor el fabricante de las mismas que, generalmente, se obtienen medianteensayos en túneles de viento. En ausencia de este dato se adoptará comocoeficiente eólico un valor mínimo de 1,45.

Seguidamente se indican los cálculos efectuados para la obtención dela carga de viento por cada uno de los soportes de antena, sobre el fuste, ysobre los guiaondas y escaleras, para un mástil en configuración M1.1.

Antenas Omni y pararrayos (nivel superior de carga)

De los datos del fabricante, y para la antena más desfavorable de4,38 m, se obtiene que el esfuerzo al viento considerado para una vc = 150km/h es de 10,2 kg.

Para el cálculo de las 4 antenas se considera el esfuerzo de cada unade ellas más el esfuerzo de las dos ménsulas de tubo rectangular de 70x50mm de dos metros de longitud soportes de las antenas omni.

Además hemos de contemplar también la carga debida al pararrayosya que este se encuentra ubicado en el nivel más elevado de la estructura.

Por tanto: = 10,2é = ∙ ∙ = 0.07 ∙ 2 ∙ 108,4 ∙ 1,2 = 18,2= ∙ ∙ + . = 7 ∙ 0,06 ∙ 108,4 ∙ 0.8 + 5 = 41,4= 4 ∙ + 2 ∙ é + = 118,6



Parábolas

Para obtener, de forma aproximada y conservadora, el esfuerzo deempuje de las 2 parábolas de Ø0,6 m consideraremos que el ángulo deincidencia es el más desfavorable (0º) y el esfuerzo total de cada una de ellasindicado por el fabricante. = 50,3= 2 ∙ ( + ) = 2 ∙ (50,3 + 4) = 108,6Antenas de panel (crospolares)

Se estiman tres antenas de panel pegadas al fuste y formando angulosde 120º entre ellas (caso más desfavorable). El esfuerzo obtenido será:= 127= ∙ (1 + 2 ∙ 60º) = 254Fuste

El cálculo del esfuerzo de viento sobre el fuste se ha efectuado segúnnormativa del Eurocódigo 3, parte 3 (EN 1993-3) “Proyectos de estructurasde acero” que complementa a la normativa DIN 4131, y que propone lasiguiente expresión: = ∙ ∙ ∙ ( )Donde

• W = esfuerzo debido al viento (kg)• F = superficie neta (real) o expuesta que el elemento presenta al viento (m2)• k = coef. de incidencia oblicua. Tiene un valor de 1 para viento frontal y de1,1 para ángulos de incidencia del viento entre 10º y45º• qz = presión dinámica del viento (kg/m2). Tiene un valor de 108,4 para unavelocidad de viento de 150 km/h• c = coef. de forma que depende del factor de opacidad de la torre Φ• Φ = F/Fu• Fu = superficie bruta (total) encerrada por el contorno lateral externo, esdecir, la que el mismo elemento presentaría al viento si se obturasen todossus huecos (m2)• Los valores del coef. de forma c se establecen como:



c = (3,75 – 4,50∙Φ) para 0,1 ≤ Φ ≤ 0,2c = (3,35 – 2,50∙Φ) para 0,2 ≤ Φ ≤ 0,6c = 1,85 para 0,6 ≤ Φ ≤ 1

Los esfuerzos por el viento considerados en los diferentes tramos dela estructura metálica una vez aplicada la expresión anterior se reflejan en laTabla 16.

Tramo torre F (m2) Fu (m2) Φ c W (kg)Tramo 1 2,172 7,7 0,2820779 2,645 664Tramo 2 1,799 7 0,257 2,708 563Tramo 3 1,799 7 0,257 2,708 563Tramo 4 1,778 7 0,254 2,715 558Tramo 5 0,66 1,95 0,3384615 2,504 191Tramo 6 2,037 9 0,2263333 2,784 655

TABLA 16 (ESFUERZO DEL VIENTO SOBRE EL FUSTE)

Escaleras y guiaondas

La presión del viento aplicada por escaleras y guiaondas se determinacon la expresión calculada en al apartado anterior considerando uncoeficiente de sombra o reducción de un 25%.

Considerando que la solución adoptada en la escalera está formadapor dos montantes de perfiles L50 y peldaños redondos de Ø20 y 30 cms deancho, obtenemos a continuación la superficie neta por unidad de longitud F(se han estimado 4 peldaños por metro y un coeficiente de forma porsuperficie circular de valor 0,7):

= ∙ + ñ ∙ º ∙ = 0,05 ∙ 2 + 0,02 ∙ 0,3 ∙ 4 ∙ 0,7 == 0,1168En el caso de los soportes guiaondas se considerará un perfil L40 de

longitud 1 m y espaciados cada 1,5 m. Se incluye en el cálculo 20 cables de7/8”, con lo que:

= ∙ º + ∙ ∙ == 0,04 ∙ 11,5 + 0,022 ∙ 20 ∙ 0,7 = 0,334



La superficie neta por unidad de longitud de escalera y guiaondas es:

= + = 0,1168 + 0,334 = 0,45El valor del coeficiente de forma (calculado en función de la

opacidad) del conjunto escalera y guiaondas es por tanto:

Φ = = 0,451 = 0,45= 3,35 − 2,5 ∙ Φ = 3,35 − 2,5 ∙ 0,45 = 2,22

Y la fuerza por unidad de longitud para el conjunto escalera másguiaondas se obtiene por:= ∙ ∙ ∙ = 108,4 ∙ 2,22 ∙ 0,45 ∙ 0,25 = 27 /• Efecto de impacto por ráfaga de viento

Para el cálculo de la presión dinámica a aplicar por ráfaga de viento,se ha efectuado según la recomendación de la norma eurocódigo 3, parte 3(EN 1993-3) “Proyectos de estructuras de acero” que complementa a lanormativa DIN 4131, en la que se indica que la presión dinámica vale:

= ∙ , = 70 /= 1 − 1 + − 2 ∙ ∙ 2 ∙

= 4 ∙En la expresión anterior T es el periodo propio del mástil que se ha

estimado en 0,75 segundos (cálculo dinámico) para el mástil de 30 m y D eltiempo de desarrollo de la ráfaga que se considera de valor 2 segundos. Porlo tanto se tiene:= 0,093 = 0,092 = 6,47 /



4.3.- MODELO MATEMÁTICO EMPLEADO. DIMENSIONAMIENTO YRESULTADOS

El modelo matemático empleado para efectuar los cálculos se harealizado espacialmente (modelo 3D) mediante la generación de nudos ybarras cuya geometría corresponde con las dimensiones físicas del fuste deacuerdo con la Figura 2. El programa de cálculo utilizado es el CYPECAD.



FIGURA 2 (MODELO ESPACIAL CYPECAD, TORRE 30 MTS)



El dimensionado de los perfiles de la estructura se ha realizadomediante cálculo a pandeo de piezas sometidas a compresión, y por otro ladose ha verificado la tensión obtenida cuando la pieza se somete a tracción,según el CTE. Asimismo se ha efectuado el dimensionado de los tornilloscon los esfuerzos obtenidos también con la referida norma y, por último, sehan obtenido como resultado los desplazamientos y giros máximos.

El mástil se ha dividido en 6 tramos y cada tramo contiene barras conlas mismas características mecánicas. Los nudos de unión entre barrasverticales (montantes) se consideran empotrados y las diagonalesparcialmente empotrados de forma que permiten la transmisión de losesfuerzos. Los nudos situados en el arranque del tramo 1-inferior(cimentación) se han considerado totalmente empotrados restringiéndoles,además, los giros y desplazamientos en todas las direcciones. Las diferentescargas tanto de antenas como las del fuste se han aplicado siempre repartidasobre los nudos, cuyo resumen de valores se indican a continuación:

Teniendo en cuenta las cargas sobre el fuste, escaleras y guiaondas,así como la carga dinámica (calculadas anteriormente) la carga total aplicadaa los nudos de cada tramo se reflejan en la Tabla 17.

Tramo torre W (kg) fusteW (kg)

escalera yguiaondas

W (kg) ráfagade viento Wt (kg)

Tramo 1 664 135 14,05 813,05Tramo 2 563 135 11,65 709,65Tramo 3 563 135 11,65 709,65Tramo 4 558 135 11,5 704,5Tramo 5 191 67,5 4,27 262,77Tramo 6 655 205,5 13,18 873,68

TABLA 17 (CARGA TOTAL APLICADA A LOS NUDOS DE CADA TRAMO DE TORRE,SULZBERGER)



4.3.1.- Dimensionado del fuste

El cálculo de piezas sometida a compresión se ha efectuado mediantela expresión:

= ∙ ≤donde:

• σc = tensión a compresión (kg/cm2)• σadm = tensión máxima admisible (kg/cm2)• Nc = carga de compresión (kg)• ω = coef. de pandeo que es función de la esbeltez λ• Sb = sección bruta de la pieza (cm2)

La esbeltez de cada barra se ha obtenido mediante:

=Donde:

• lp = β∙L = longitud de pandeo (cm)• L = longitud de la barra (cm)• β = coef. de esbeltez (adim)• i = radio de giro de la sección respecto del eje de inercia considerado (cm)

El valor de β de cada barra considerado es 1, excepto en las barras delempotramiento cuyo valor es 0,7. El valor de ω se obtiene en función delvalor la esbeltez λ de cada barra y según tipo de acero.

En el caso de trabajar la barra a tracción el esfuerzo se ha calculadomediante la expresión:

= ≤Donde



• σt = esfuerzo a tracción (kg/cm2)• Nt = carga de tracción (kg)• Sn = sección neta (cm2)

Teniendo en cuenta las expresiones anteriores, los resultadosobtenidos para montantes y diagonales se presentan resumidamente en lasTablas 18 y 19 (para montantes y diagonales respectivamente). Se presentaúnicamente el perfil mas solicitado de cada tramo.

Tramo Perfil St (cm2) Sn (cm2) i (cm) L (cm) ω Nc (kg) Nt (kg) σc (kg/cm2) σt (kg/cm2)

Tramo 1 L120x12 27,5 22,22 3,65 200 1,27 55836 53271 2579 2397

Tramo 2 l120x10 23,2 19,6 3,67 200 1,27 40335 37993 2208 1938

Tramo 3 L100x10 19,2 16 3,04 200 1,47 27414 25562 2099 1598

Tramo 4 L100x8 15,5 12,94 3,06 200 1,47 17208 15696 1632 1213

Tramo 5 L80x8 12,3 10,22 1,56 100 1,45 9244 8100 1090 793

Tramo 6 L60x6 6,91 5,35 1,17 100 2,04 6157 6604 1818 1234

TABLA 18 (FUSTE TORRE 30 M: VALORES DE TENSIONES PARA LOS MONTANTES)

Tramo Perfil St (cm2) Sn (cm2) i (cm) L (cm) ω Nc (kg) Nt (kg) σc (kg/cm2) σt (kg/cm2)

Tramo 1 L70x6 8,13 7,17 1,37 171 2,86 3898 3898 1371 577

Tramo 2 L60x6 6,91 5,95 1,17 171 3,81 3291 3291 1818 553

Tramo 3 L60x5 5,82 5,17 1,17 171 3,81 2627 2627 1720 508

Tramo 4 L60x5 5,82 5,17 1,17 171 3,81 2106 2106 1379 407

Tramo 5 L50x5 4,8 4,15 0,97 100 2,13 469 469 208 113

Tramo 6 L50x5 4,8 4,15 0,97 150 4,2 1442 1442 1262 347

TABLA 19 ( FUSTE TORRE 30 M: VALORES DE TENSIONES PARA LAS DIAGONALES)



Los esfuerzos de tracción o compresión indicados son los obtenidosen los casos 1 y 2 considerados en Acciones adoptadas para el cálculo cuyoresultado es el valor más desfavorable para el dimensionado mecánico delperfil.

4.3.2.- Dimensionado de los tornillos

El cálculo de los tornillos de los diferentes tramos se ha efectuadocomprobando su resistencia a los esfuerzos de cortadura y verificando suresistencia al aplastamiento (ver Figura 3).



FIGURA 3 (ESFUERZOS DE LA TORNILLERÍA)



El cálculo a cortadura se ha efectuado mediante la siguienteexpresión: = 0,65 ∙ ∙ ∙ ∙ ( )Donde

• Nt = axil resistente del tornillo a cortadura (kg)• σt = tensión de trabajo del tornillo (kg/cm2). Para acero 5.6 vale 3000 ypara acero 6.8 vale 4800• nc = nº de tornillos que trabajan a cortadura• nsc = nº de secciones que trabajan a cortadura• Sc = área resistente del tornillo a cortadura (cm2)• Nb = axil de la barra (kg)

La verificación a aplastamiento se ha efectuado mediante laexpresión indicada a continuación, equivalente a la de cortadura:= 2 ∙ ∙ ∙ > ( )Donde:

• Na = axil resistente del tornillo al aplastamiento (kg)• σt = tensión admisible del tornillo (kg/cm2). Para acero 5.6 vale 3000 ypara acero 6.8 vale 4800• na = nº de tornillos que trabajan a aplastamiento• Sa = área resistente del tornillo al aplastamiento (cm2)

Considerando las expresiones anteriores en las Tablas 20 y 21 sepresentan, respectivamente, los resultados del dimensionado de los tornillospara montantes y diagonales y para los diferentes tramos del fuste.



Tramo Tornillo Sc (cm2) nc nsc Nb (kg) Nt (kg) Coef.Cortadura

Na(kg) Coef.Aplastamiento

Tramo 1 M20* 3,14 6 2 53271 117622 2,21 138240 2,6

Tramo 2 M16* 2,01 6 2 37993 75278 1,98 92160 2,43

Tramo 3 M14* 1,54 6 2 25562 57635 2,25 80640 3,15

Tramo 4 M14* 1,54 6 2 15696 57635 3,67 64512 4,11

Tramo 5 M12* 1,13 6 2 8100 42344 5,23 55296 6,83

Tramo 6 M12* 1,13 6 2 6604 42344 6,41 41472 6,28

TABLA 20 (DIMENSIONADO TORNILLERÍA PARA LOS MONTANTES. *ACERO CALIDAD 6.8)

Tramo Tornillo Sc (cm2) nc nsc Nb (kg) Nt (kg) Coef.Cortadura

Na(kg) Coef.Aplastamiento

Tramo 1 M14 1,54 2 1 3898 6004 1,54 10080 2,59

Tramo 2 M14 1,54 2 1 3291 6004 1,82 10080 3,06

Tramo 3 M12 1,13 2 1 2627 4411 1,68 7200 2,74

Tramo 4 M12 1,13 2 1 2106 4411 2,09 7200 3,42

Tramo 5 M12 1,13 2 1 469 4411 9,4 7200 15,35

Tramo 6 M12 1,13 2 1 1442 4411 3,06 7200 4,99

TABLA 21 (DIMENSIONADO TORNILLERÍA PARA LAS DIAGONALES)

4.3.2.- Giros y desplazamientos obtenidos

El desplazamiento y giro máximos obtenidos en el mástil se hancalculado para la velocidad de viento de diseño (150 km/h), en la que se hanconsiderado todas las hipótesis de cargas características del mástil.

Los resultados obtenidos del desplazamiento d y giro g según los ejesglobales, han sido:



5.- CÁLCULO DE REFRIGERACIÓN (AIRE ACONDICIONADO)

5.1.- DATOS DE PARTIDA

Los datos iniciales que conocemos para poder definir el equipo de aireacondicionado a instalar en nuestro emplazamiento son los que se indican a continuación:

- Localidad: Benalúa de las Villas (Granada)- Condiciones exteriores en verano: 36ºC, 49% HR, ET: 18ºC. Los datos se obtienen de

la Tabla 22, condiciones medias en las diferentes localidades españolas.

TABLA 22 (CONDICIONES MEDIAS EN VERANO EN PROVINCIAS ESPAÑOLAS)

- Condiciones exteriores DE PROYECTO: T1 = 40ºC, 50% HR1- Condiciones interiores DE PROYECTO: T2 = 25ºC, 50% HR2



- Salto térmico: ΔT = T1 – T2 = 15ºC- Hora solar de proyecto: 15 horas- Superficie EB (planta): 5,4 m2

- Volumen EB: 13 m3

- Aislante EB: poliuretano tipo II, ρ = 40 kg/m3 , k = 0,020 kcal/m2∙h∙ºC- Cerramiento EB: chapa metálica (1 mm) + poliuretano (80 mm) + chapa metálica (1

mm) con una ρ = 139 kg/m3 y un coeficiente global de calor de kG = 0,265 kcal/m2∙h∙ºCsegún datos del fabricante

- Superficies de las paredes y techo de la EB, según orientación:o SNORTE = 5,4 m2

o SSUR = 5,4 m2

o SESTE = 6,25 m2

o SOESTE = 6,25 m2

o STECHO = 5,4 m2

5.2.- CÁLCULO DEL CALOR SENSIBLE

Efectuamos el cálculo estimando y/o calculando el calor que entraría en la EB porcada uno de los conceptos que pueden generar calor sensible (por diferencia detemperaturas) dentro de la EB.

A1) Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas o lucernarios

En nuestro caso es CERO al no existir ninguno de los elementos indicados.

A2) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techo

Para estimar esta partida usaremos la siguiente fórmula:= ∙ ∙ [1]Donde- K = coef. de transmisión de calor de la pared o techo (kcal/m2∙h∙ºC)- S = superficie de la pared o techo (si existe una puerta se incluye la superficie de ésta)

en m2

- DTE = diferencia de temperaturas equivalente. Se trata de un salto térmico corregidopara tener en cuenta el efecto de la radiación (ºC). Depende de varios factores:

o La orientación de la paredo Si el techo está en zona soleada o en sombrao El producto de la densidad por el espesor de la pared o techo, DEo La hora solar de proyectoo La variación o excursión térmica diaria, ET

Para ello nos valemos de las tablas 23, 24 y 25 que corrigen el valor de DTE en función detodas esas variables.



TABLA 23 (DTE PARA PAREDES/MUROS)



TABLA 24 (DTE PARA TECHOS)

TABLA 25 (CORRECCIÓN DE LA DTE POR ΔT y ET)

En función de los datos de partida se puede calcular el producto de la densidad por elespesor de las paredes y techo de la EB:

DE = 139∙0,082 = 11,40 kg/m2



Extrapolando en las tablas 23 y 24, y posteriormente corrigiendo de acuerdo con la tabla25, obtenemos unos valores de DTE para las paredes y techo de la EB que son:

- Pared N: 10,8ºC- Pared S: 20,3ºC- Pared E: 9,8ºC- Pared O: 22,8ºC- Techo: 24,7ºC

Sustituyendo valores en la expresión [1] para cada una de las paredes y para el techo yefectuando la suma de los cinco términos obtenemos:= 133,84 ⁄A3) Calor debido a la transmisión (solo transmisión) a través de paredes y techo noexteriores

Por la misma razón que en el caso A1) esta partida es NULA para nuestra EB, al noexistir paredes ni techos interiores.

A4) Calor sensible debido al aire de infiltraciones

Ocurre que al abrir puertas o ventanas, o bien a través de las fisuras, es inevitableque algo de aire exterior entre en el local. Dado el carácter de la actividad a desarrollar enla EB una vez se encuentre en servicio (solo tareas de mantenimiento/optimización de losequipos, trabajos totalmente esporádicos y no continuos en el tiempo) podemos despreciarel valor de este concepto.

A5) Calor sensible generado por las personas que ocupan el local

Por la misma razón anterior despreciamos el efecto de este concepto en el régimenpermanente de la máquina de aire acondicionado.

A6) Calor generado por la iluminación del local

La iluminación de la EB consta de 4 tubos fluorescentes de 18 w de potencialumínica cada uno de ellos. Los mismos solo se van a utilizar cuando existan tareas demantenimiento o/y optimización en los equipos de la EB, que como se ha indicado en lamemoria descriptiva están preparados para un funcionamiento totalmente autónomo, lo queimplica que la aportación de calor por este concepto también puede despreciarse en elcálculo general de la entrada de calor sensible en la EB.



A7) Calor generado por máquinas en el interior del local

Atendiendo a los datos facilitados por los fabricantes, la disipación de calor delequipo de radio NB-880 y del equipo de fuerza CETAC S98 MINI para la máximaconfiguración de ambos resulta ser:

- NB-880: 1170 w- CETAC S98 MINI: 430 w

Lo que arroja un valor por este concepto de:= 1376 ⁄A8) Calor sensible debido al aire de ventilación

La partida correspondiente a este concepto la calcularemos a través de la siguiente fórmula:= ∙ ∆ ∙ ∙ 0,29 [2]Donde

- VV = caudal volumétrico de ventilación (m3/h)- ΔT = salto térmico en ºC- f = factor de by-pass de la batería de refrigeración- 0,29 = factor de conversión para que QSV se exprese en kcal/h

El valor estimado de VV se obtiene de la Tabla 26, mientras que el valor de f suele oscilarentre 0,2 y 0,5, siendo un valor estándar 0,3 que es el que usaremos.

En el caso que nos ocupa, dado que la actividad de la EB no aparece reflejada en la tabla26, consideraremos el dato más desfavorable (el que necesita un mayor volumen de aire deventilación) que resulta ser para las cocinas de restaurantes con una necesidad deventilación de 72 m3/h y por m2 de pavimento. Dado que nuestro local posee una superficiede 5 m2, resulta que tomaremos como valor inicial para el cálculo

VV = 360 m3/h



TABLA 26 (VENTILACIÓN SEGÚN TIPOLOGÍA DEL LOCAL)

Sustituyendo valores en la ecuación [2] resulta:= 470 ⁄Resulta que la CARGA SENSIBLE EFECTIVA TOTAL, suma de todos los conceptosanteriores y mayorada con un coeficiente de seguridad del 10% para asegurarnos de habertenido en cuenta todas las posibilidades de producción e ingreso de calor en la EB, es:= , ⁄



5.3.- CÁLCULO DEL CALOR LATENTE

La entrada de este flujo de calor viene determinada por la diferencia de humedadesexistente entre el exterior/otros factores con el interior de la EB. Los definimos:

B1) Calor latente debido al aire de infiltraciones

Al igual que ocurría con el concepto de calor sensible debido a este motivo, laaportación de este concepto al valor global del calor latente es despreciable por las razonesantes indicadas. Aún así desarrollaremos este apartado para ver el proceso de cálculo que seseguiría en el caso que este concepto tuviese el mismo orden de magnitud que los demás.Aplicaríamos la siguiente ecuación: = ∙ ∆ ∙ 0,72 [3]Siendo- Vi = caudal de infiltraciones (m3/h)- ΔW = diferencia de las humedades ABSOLUTAS del aire exterior y el aire interior del

local (gw/kga). Se obtiene del diagrama psicrométrico o de la definición a partir de lapresión de saturación a la Tª indicada

- 0,72 : factor de corrección para poder expresar QLi en kcal/h

El caudal de infiltraciones se puede estimar en función de la actividad del local según laTabla 27.

Se ha considerado la actividad análoga a un pequeño comercio con lo que resulta ser

Vi = 13,6 m3/h (solo existe una puerta en la EB)

ΔW = W1 – W2

W1 y W2 se obtienen, en este caso, directamente del diagrama psicrométrico, sabiendo quepara el aire exterior las condiciones son T1 = 40ºC y 50%HR1 y para el aire interior lascondiciones son de T2 = 25ºC y 50% HR2.

W1 = 23,5 gw/kga W2 = 10 gw/kga

Se adjunta un diagrama psicrométrico (Figura 4).

Por lo tanto: = 132,20 ⁄



TABLA 27 (VOLUMEN DE AIRE DE INFILTRACIONES POR PERSONA Y PUERTA)



FIGURA 4 (DIAGRAMA PSICROMÉTRICO)

Este valor obtenido tendríamos que corregirlo con un coeficiente reductor ya que solointervendría en el balance de cargas cuando algún operario estuviese en la EB con la puertaabierta. De ahí que el valor relativo de este concepto sea despreciable.

B2) Calor latente generado por las personas que ocupan el local

Por lo reiterado en varias ocasiones, despreciamos el valor de este concepto en elbalance global de cargas.

B3) Calor latente debido al aire de ventilación

Es en realidad el concepto que determina casi en su totalidad la partida del calorlatente. Se calculará mediante la siguiente expresión:= ∙ ∆ ∙ ∙ 0,72 [4]



Donde

- VV = caudal de ventilación (m3/h)- ΔW = diferencia de humedades ABSOLUTAS en gw/kga- f = factor de by-pass de la batería de refrigeración- 0,72 : factor de corrección para expresar QLV en Kcal/h

Sustituyendo valores en la ecuación [4] tenemos:= 1049,76 ⁄Por lo tanto la CARGA LATENTE EFECTIVA TOTAL , suma de los tres conceptosanteriores y mayorada con un coeficiente de seguridad del 10% para asegurarnos de habertenido en cuenta todas las posibilidades de producción e ingreso de calor latente en la EB,es: = , ⁄

5.4.- ELECCCIÓN DE LA MÁQUINA

Para determinar el equipo de aire acondicionado a instalar en la EB que puedadisipar todo el calor generado, partiremos por reconocer los datos que son conocidos parapoder efectuar los cálculos correspondientes y aquellos parámetros que han de determinarsey definirse para realizar una correcta elección de la máquina.

Datos conocidos:

- Condiciones exteriores: T1 = 40ºC, 50% HR1- Condiciones interiores: T2 = 25ºC, 50% HR2- Caudal de ventilación: VV = 360 m3/h- Carga sensible efectiva total: QSE = 2237,56 kcal/h- Carga latente efectiva total: QLE = 1237,72 kcal/h- Factor de by-pass de la batería: f = 0,3

Parámetros a determinar:

- Caudal de trabajo de la UAA, V (m3/h)- Temperatura de rocío de la UAA, T4 (ºC)- Temp. Del aire a la entrada de la UAA, T3 (ºC)- Temp. Del aire a la salida de la UAA, T5 (ºC)- Potencia frigorífica de la UAA, NR (kcal/h ≈ frig/h, w)



En primer lugar calculamos el factor de calor sensible efectivo:

= + = 2237,562237,56 + 1237,72 = 0,65Con este valor y usando el diagrama psicrométrico determinamos la temperatura de rocíocon la que va a trabajar la unidad de aire acondicionado (UAA):= = 4ºCalculamos a continuación el caudal de aire con el que trabaja la UAA:

= 0,29 ∙ (1 − ) ∙ ( − ) = 2237,560,29 ∙ (1 − 0,3) ∙ (25 − 4) = 524,88 ⁄Debido a que la elección que haremos de la máquina va a consistir (por las característicasde la EB) en una compacta, la refrigeración del aire interior de la EB se va a llevar a cabosolo con aire del exterior (no existe mezcla previa), de manera que el caudal de aire de laUAA va a ser análogo al caudal de ventilación (V = VV) con lo que la temperatura del airea la entrada de la UAA va a ser la misma que la temperatura exterior del aire:= = = 40ºCalculamos también la temperatura del aire a la salida de la UAA, mediante la expresión:= ∙ ( − ) + = 0,3 ∙ (40 − 4) + 4 = 14,8ºPor último vamos a calcular la potencia frigorífica necesaria de la UAA. Para elloemplearemos la siguiente expresión: = 1,2 ∙ ∙ ( − )Siendo h3 y h5 las entalpias del aire a las temperaturas T3 y T5.

Directamente del diagrama psicrométrico obtenemos el valor de h5 = 9,8 kcal/kg.

El valor de h3 hemos de obtenerlo a través de la definición de entalpía, ya que el diagramapsicrométrico disponible no refleja los valores de la entalpía para las condiciones del aireen el estado 3 (40ºC y 50% HR).



= ∙ + ∙ ( + ∙ )Donde:

- Cpa =calor específico del aire seco = 0,24 kcal/kg∙ºC- Lo = calor latente de vaporización del agua a 0ºC = 600,1 kcal/kg- Cpw = calor específico del vapor de agua = 0,40 kcal/kg∙ºC- W3 = humedad absoluta del aire a la temperatura T3, que en función de la HR y la

presión de vapor de saturación se define como:

= 0,622 ∙− ∙En nuestro caso:

- HR3 = 50%- p = presión atmosférica estándar = 1,013 bar- pws3 = presión de vapor de saturación a la temperatura T3, se obtiene de la

documentación especializada, de la que se ha sacado la Tabla 28.



TABLA 28 (PRESIÓN DE STURACIÓN DEL VAPOR A DIFERENTES Tª)

Sustituyendo valores en las expresiones anteriores se tiene:= 0,0235 ⁄



= 24,08 ⁄= 8994,34 ⁄ ≅ 9000 ≅ 10500

Con esta primera estimación de la potencia de la UAA y, teniendo ahora mejor acotado elvalor del caudal de ventilación VV = 524,88 m3/h, se vuelve a iterar el procedimientorecalculando aquellas partidas en las que interviene el caudal de ventilación que en primeraaproximación estimamos en 360 m3/h.

Efectuando esta iteración resulta que los valores resultantes son:= 685= 2474= 1530,5= 1766= 0,6= 2º= = 529,88= 13,4º= 8,5= 9906 = 11520

Siendo valores ya casi estabilizados, por lo que los damos por buenos. Con estos datoselegimos la UAA de Mega-Hissotto HP-12 que cumple con el caudal volumétrico a movery con la potencia demandada.

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