Estandarización del cálculo estructural para tubería de presión para centrales hidroeléctricas.

Abstract

A través del Plan Maestro de Electrificación 2013-2022, el Gobierno Nacional está promoviendo proyectos de generación hidroeléctrica en vista de la gran demanda de energía eléctrica, contratando a empresas extranjeras para el diseño, construcción, montaje y puesta en marcha de las centrales hidroeléctricas. Frente a la necesidad que tiene el sector metal-mecánico del país en ingeniería de este tipo para abastecer esta demanda, el presente trabajo tiene el objetivo de proporcionar una metodología del cálculo estructural para tubería de presión para centrales hidroeléctricas junto con accesorios tales como tees, codos mitrados y bifurcadores basados en normas internacionales (AWWA, ASCE, CECT, etc.). Se analizó los factores físicos que intervienen en el diseño estructural como presión interna, presión externa, dilatación térmica, sismo, cargas viva como la acción que producen las vías automovilísticas sobre una tubería enterrada, carga muerta de la tubería, etc. Se elaboró una DataSheet para sistematizar el diseño que contiene subrutinas destacándose los ingresos de datos, cálculo de espesores basados en los parámetros establecidos en las normas, y selección del espesor mayor, para validar a través de softwares de diseño mecánico avanzado tales como:ANSYS Workbench, SW SolidWorks,Autodesk Inventor, etc.; que contengan módulos de cálculo basados en métodos de elementos finitos (FEA). Además fue necesario apoyarseen softwares de matemática avanzada comoMatLab, MathCad, etc.; para resolver sistemas de ecuaciones no lineales. Los resultados comprobados del estudio usando la metodología propuesta permiten obtener un diseño óptimo de la tubería de presión y los accesorios antes mencionados, cumpliendo con los estándares internacionales que exigen un factor de seguridad mínimo de 1.5. Finalmente, se pone a disposición del sector productivo metal mecánico del país ésta información para que pueda hacer uso de ella de forma libre y responsable, cumpliendo así, con mi aporte al desarrollo del sector energetico metal mecánico nacional.