Verificación de formulación empírica para la determinación del peso de las torres de transmisión de sección tubular

Abstract

En los proyectos de líneas de transmisión eléctrica, las torres de transmisión representan una fracción significativa del costo total de inversión. El objetivo de este estudio es evaluar la aplicabilidad de la formulación empírica de Ryle (1945) como herramienta para estimar el peso de torres de transmisión de sección tubular con alturas superiores a los 100 metros sobre el nivel del terreno. La formulación se basa en un análisis, que establece una relación lineal entre la altura de la torre multiplicada por la raíz cuadrada del momento en la base y su peso estructural, donde el factor de proporcionalidad (pendiente de la recta) es un valor denominado K. A partir del diseño de dos torres de retención correspondiente a una línea de transmisión en corriente directa (DC) de 300 kV circuito sencillo, una con perfiles angulares y otra con perfiles tubulares, se aplica un análisis de regresión lineal para determinar el valor de K, siendo K = 0,0015 y K = 0,0013, para las torres de sección angular y tubular, respectivamente. Los resultados demostraron que la formulación de Ryle se ajusta adecuadamente y se evidencia que las torres tubulares presentan una pendiente (valor de K) menor, lo cual indica un diseño más eficiente en términos de peso estructural. Este hallazgo sugiere que, aunque originalmente pensada para torres convencionales, la formulación de Ryle puede adaptarse exitosamente a distintas tipologías estructurales y niveles de tensión. Esta formulación se presenta como una herramienta válida y eficiente para estimar el peso de torres de transmisión, incluyendo aquellas con perfiles tubulares en rangos de altura entre 50 y 115 metros y para niveles de tensión como los 300 kV DC. Su uso puede representar una ventaja significativa en etapas tempranas de diseño al reducir tiempos de modelado y optimizar la estimación de costos estructurales. 8Tomado de la fuente)

Transmission towers constitute a significant share of the total investment cost in electric transmission line projects. This study aims to evaluate the applicability of Ryle’s (1945) empirical formulation as a tool to estimate the weight of tubular-section transmission towers exceeding 100 meters in height above ground level. The formulation is based on a linear relationship between the tower height multiplied by the square root of the base moment and the tower’s structural weight, where the proportionality factor, is denoted as K. A linear regression analysis was conducted based on the structural design of two dead-end towers for a 300 kV direct current (DC) single-circuit transmission line, one using angular profiles and the other using tubular profiles. The analysis yielded K values of 0.0015 for the angular-section tower and 0.0013 for the tubular-section tower. The results indicate that Ryle’s formulation provides a good fit for both typologies and that tubular towers exhibit a lower K value, suggesting greater efficiency in terms of structural weight. Although originally developed for conventional towers, Ryle’s formulation can be successfully adapted to different structural configurations and voltage levels. Therefore, Ryle’s formulation can be considered a valid and efficient tool for estimating the weight of transmission towers, including those with tubular profiles, within a height range of 50 to 115 meters and at voltage levels such as 300 kV DC. Its application in early design stages may offer significant advantages by reducing modeling time and improving cost estimation accuracy.