Interacción computacional entre BIM y SAP para modelamiento de la deformación de cables aéreos en subestaciones de alta tensión

Resumen

La instalación de cables para conexión entre equipos de subestaciones eléctricas, se diseñan considerando cargas debidas a corto circuito, peso propio, viento, entre otras, no obstante, omiten condiciones adicionales según la instalación final o excluyen cargas, como las presentes en zonas de alta actividad sísmica, aspectos que complementarían el cálculo de deformación del cable, por otro lado, se suele desconectar el esfuerzo de diseño en los modelos 3D, ya que estos únicamente emplean los puntos de anclaje y “splines” para definir su trayectoria. Conocer la deformación aproximada del cable es importante para la verificación de distancias de seguridad eléctricas, minimizando posibles inconvenientes en la fase de construcción. Este documento, presenta la integración de diversos modelos de cargas para cables, en una representación de elementos finitos con SAP2000, incluyendo condiciones finales de instalación y cargas sísmicas según IEEE 1527, garantizando estabilidad de conexión, distancias de seguridad eléctricas e integridad de equipos. Adicionalmente, se conectan los resultados de deformación con una aplicación desarrollada en Dynamo-Python para complementar el modelo BIM en Revit. La metodología se valida según casos de conexión documentados por el Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), el cual registra medidas de deformación para cables empleados en subestaciones eléctricas bajo diferentes escenarios de carga e instalación. Con la integración propuesta, se obtienen deformaciones esperadas ante desplazamientos bajos, presentando un mejor ajuste de trayectoria y cálculo de esfuerzos según los reportados por PEER, no obstante para desplazamientos altos, se obtienen diferencias representativas en los esfuerzos medidos, aspecto por mejorar.