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AMPACIDAD DE VARIOS CABLES SUBTERRÁNEOS QUE COMPARTEN UNA MISMA CANALIZACIÓN.
La ampacidad de un conductor viene limitado por la temperatura que soporta el aislamiento del cable en condiciones de pruebas (generalmente a t=30ºC) , al que se le agregan factores de “derrateo” por la temperatura ambiente y por la agrupación de otros circuitos.
Ahora bien el caso que deseo consultar es el siguiente:
Hay un tramo de canalización subterránea con envolvente de concreto, en un ambiente desértico que alcanza temperaturas de hasta 45 ºC, con 8 tubos de PVC, enterrados a un metro debajo del nivel del suelo, con 6 circuitos trifásicos cargados al 80% de la Capacidad de Cable que viene en el catálogo (t=30ºC).
¿Cómo debo proceder para calcular la capacidad real de los cables en este tramo subterráneo sometido a tan agresivo ambiente?
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2 Respuestas
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El cálculo de la Ampacidad de los cables está explicado con lujo de detalles en las Normas; pero en el caso de Ductos subterráneos (con o sin envolvente de concreto) hay que tomar en cuenta la resistividad térmica del suelo y la del concreto (y sus medidas si lo hubiese), las tuberías (material, diámetro y espesor) y sus separaciones, calibre de los conductores, corriente que circulen por ellos, temperatura del aislante, cantidad de cables, números de circuitos activos y separación entre ellos, profundidad de la zanja, temperatura ambiente en la superficie, en fin, todos aquellos aspectos que contribuyan con el calor en cada punto de ubicación.
La idea es que en ninguno de los conductores se alcance la temperatura máxima de operación del aislante, tomando en cuenta TODAS las contribuciones de los demás elementos descritos en el párrafo anterior y del conductor en que se está haciendo el análisis. Esta comprobación debe hacerse para cada uno de los circuitos activos.
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Este cálculo puede hacerse de un modo complicado si hay varias zanjas que comparten circuitos y que a la vez pasen cerca de otra fuente de calor (por ejemplo: tuberías de vapor) y que también contribuyan a la generación de calor adicional.
Ahora bien, el software ETAP (y otros también), tiene un Módulo para la fácil resolución de estos cálculos, a la vez que nos informan de la temperatura que se alcanza en el aislante de cada circuito tomando en cuenta todas las posibles contribuciones.
En el Curso E-01 de esta Plataforma veremos este cálculo y los mecanismos de mitigación y resolución de posibles conflictos en las zanjas con múltiples circuitos agrupados.
En el caso de que se alcance la temperatura máxima del aislante, tenemos las opciones de cambiarlo de nivel o de posición relativa dentro de la zanja con el objetivo de minimizar las demás contribuciones y/o seleccionar un calibre mayor para que tenga menos pérdidas y disminuya asi su temperatura.
La siguiente imagen es sacada de uno de los Reportes del ETAP, donde se muestra la posición del tubo, su ID. los amperios que circula por el cable y la temperatura que alcanza con todas las contribuciones posibles. Se emplea el Método de Cálculos de Neher-McGrath.
La lógica nos dice que los circuitos centrales tiene la contribución de los laterales y por supuesto son los que más reciben calor de sus vecinos. Si aumentamos la separación de los tubos, la contribución de los tubos vecinos disminuye; de igual forma si disminuimos la profundidad de la zanja, la disipación de calor será mayor mientras menor sea la temperatura ambiente de la superficie.
Hay muchas opciones, por lo que el uso de un software específico nos ayudará a realizar todas estas comprobaciones sin que nos cueste mucho esfuerzo.
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