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REQUISITOS SÍSMICOS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
Propuesta de CIGRE Chile como base para una Norma Sísmica Nacional
Por Marcela Aravena, Ingeniero Estructural y Socio CIGRE Chile, y Hernán Casar, Ingeniero Electricista, Director Técnico CIGRE Chile. / www.cigre.cl
Cumpliendo con su misión de facilitar y fomentar el intercambio de conocimiento y experiencias, el Comité Chileno de CIGRE convocó a un Comité Técnico Especial, el que -después de dos años de intenso trabajoelaboró un Documento Técnico con recomendaciones que permitan a las instalaciones eléctricas enfrentar de mejor manera los fenómenos sísmicos.

Considerando la necesidad de contar con suministro eléctrico inmediatamente de ocurrido un sismo, no deja de llamar la atención que a pesar de ser Chile un país de alta sismicidad, no existe una Norma Sísmica Nacional que defina claramente los requisitos sísmicos que deben cumplir las instalaciones eléctricas de Alta Tensión. Esta situación conlleva a que los actores del sistema (proveedores, ingeniería, dueños de las instalaciones, revisores y autoridades) tengan distintas interpretaciones de las especificaciones técnicas de equipos y los criterios de diseño que se requiere cumplir, lo que lleva a desigualdades competitivas entre los distintos licitantes de las obras de expansión del Sistema de Transmisión, en particular cuando estas interpretaciones y discrepancias van en beneficio económico y no de la seguridad de la instalación, entendiendo como seguridad la minimización de los daños y la inmediatez del servicio.


Los requisitos actuales

El principal motivo de estas diferencias se debe a que no existen requisitos que consideren el comportamiento real de una instalación de Alta Tensión ante un sismo, la que corresponde al conjunto equipo eléctrico + estructura de soporte + fundación, y no solo a una parte. A la fecha, los requisitos sísmicos definidos en documentos oficiales han sido únicamente para los equipos eléctricos y en base a la IEEE 693-2005 o a la ETG-1.020, lo que es insuficiente:

Fechada en 1998, la ETG 1.020 es una especificación técnica de una empresa particular, pero que corresponde en general a los requisitos sísmicos para equipos eléctricos definidos en la ETG 1.015 (que data de 1987). Si bien incluye la experiencia nacional después del terremoto de 1985, esta especificación no ha sido actualizada, y no incluye la experiencia recogida después del terremoto de febrero de 2010, el que tuvo una demanda sísmica bastante mayor que el de 1985, ni tampoco define requisitos para los equipamientos actuales, los que presentan cambios tanto por mayor nivel de tensión, como por tipos de materiales y por avances tecnológicos (nuevos tipos de equipos, tales como GIS y Bancos de Compensación Serie, entre otros).

Por su parte, la IEEE 693-2005 (o una versión posterior) fue desarrollada en base a la experiencia en los terremotos en EE.UU., que presenta una realidad sísmica muy distinta a la chilena. A modo de ejemplo, podemos señalar que la versión del 2005 no consideran los esfuerzos por el cortocircuito como carga simultánea con el sismo, mientras que en nuestra realidad nacional sí es una carga simultánea (debido a la mayor duración de nuestros sismos).


Al analizar el comportamiento del Sistema de Transmisión durante el terremoto del 27-F, el Grupo de Trabajo Especial de CIGRE Chile encontró que varios equipos que cumplían con los requisitos señalados en los documentos citados, tuvieron daños importantes, porque la estructura de soporte y/o la fundación no eran las adecuadas.

Considerando la importancia de que existan, a lo menos, requisitos de diseño para las estructuras de soporte y fundaciones de equipos que sean compatibles con el comportamiento sísmico esperado del equipo al que soportan, CIGRE Chile incluyó en su publicación “Lecciones y recomendaciones para el sector eléctrico derivadas del terremoto del 27 de Febrero de 2010 en Chile” (2012), requerimientos para estructuras y fundaciones de equipos tradicionales, es decir, compatibles con los equipos a los que aplica la ETG 1.020, por lo que lo allí incluido adolece de la misma limitación.

Se hace notar que en la propuesta de actualización de la norma NCh 2369 “Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales”, encargada por el Ministerio de la Vivienda y elaborada por el Instituto de la Construcción, y que estuvo en Consulta Pública hasta el pasado 19 de diciembre, se incluye un nuevo Capítulo 14 (“Sistemas de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica”), el que incluye requisitos generales solo para estructuras y fundaciones de equipos tradicionales de estos sistemas eléctricos.

En julio de 2016, se promulgó la Ley 20.936, cuyo Artículo 72°-19 señala que es la Comisión Nacional de Energía la que debe analizar los requerimientos normativos para el correcto funcionamiento del sector eléctrico. Por esto, el grupo que estaba trabajando en el desarrollo de este Capítulo 14 (y donde participaban dos profesionales de CIGRE Chile), se vio en la necesidad de señalar en varias cláusulas de dicho capítulo que los requisitos sísmicos están definidos en los documentos emitidos por “los Organismos Técnicos correspondientes al Ministerio de Energía”, dejando el tema abierto a la espera de la definición de estos requisitos por parte de la CNE.


Una nueva mirada

En este escenario, CIGRE Chile asumió en 2016 el desafío de reunir a los distintos profesionales del sector eléctrico para elaborar el documento sobre “Requisitos Sísmicos para el Sistema de Transmisión”. Entre octubre 2016 y junio 2018, este trabajo reunió más de 3.300 horas de profesionales de empresas eléctricas, consultoras de ingeniería y universidades. Este documento se entregó en septiembre de 2018 a la CNE para ser considerado como Propuesta de Norma Sísmica Nacional.

Durante este trabajo se encontró, entre otros temas, que era necesario actualizar el Espectro Sísmico para ser concordante con la clasificación sísmica de los suelos chilenos definida después del sismo de 2010, situación que no había sido analizada en ninguno de los grupos de trabajo previos debido al supuesto “tradicional” de que el espectro era válido para cualquier tipo de suelo.

Producto de este trabajo de CIGRE Chile, el sector eléctrico ahora dispone del documento “Requisitos Sísmicos para Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión”, el que contiene requisitos símicos:

Unificados: ya no se requiere de tener distintos documentos donde estén definidos diferentes requisitos y que no necesariamente son compatibles entre sí.

Explícitos y concordantes con el sistema real bajo solicitación sísmica: equipo + estructura de soporte + fundación, aun cuando los diseños se pueden realizar de manera independiente.

Actualizados: tanto para los tipos de equipos eléctricos actuales como para los distintos elementos y situaciones que se generan en los proyectos actuales (tales como requisitos sísmicos para equipos sobre estructuras altas y para el diseño sísmico de dichas estructuras altas cuando se colocan equipos sobre ellas; requisitos sísmicos para las obras civiles que están dentro de las subestaciones como son las salas de mando, salas de equipos GIS y muros cortafuegos, entre otros).

Concordantes con la realidad sísmica chilena, incluyendo la actualización del Espectro Sísmico para los suelos nacionales según clasificación sísmica definida después del terremoto del 2010.

Disponibles para todos los actores del sistema: proveedores, ingenieros nacionales y extranjeros, revisores, dueños de las instalaciones y autoridades.

Equipos instalados sobre estructuras altas. Los requisitos sísmicos tanto de los equipos como de la estructura están cubiertos en el documento técnico generado por CIGRE Chile.

Cabe señalar que este documento de CIGRE Chile en ningún caso define requisitos de mayor exigencia a los equipos tradicionales ni a sus estructuras de soporte y fundaciones; solamente los aclara y define su rango de validez, incorporando nuevos métodos de análisis y nuevos requisitos cuando el equipo, su estructura o fundación, quedan fuera de dicho rango de validez. En relación a la clasificación sísmica de suelos y la necesidad de medir la velocidad de propagación de la onda de corte sísmica, cabe señalar también que esto se está realizando para muchos de los proyectos de infraestructura nacional, tales como centrales de generación y proyectos de gran envergadura, incluso desde antes del terremoto del 2010, siendo obligatorio desde 2011 para los edificios; por lo que lo que se está pidiendo para el Sistema de Transmisión no es en ningún caso ajeno a la realidad y necesidad nacionales.

Finalmente, invitamos a la comunidad a revisar la presentación del tutorial realizado el pasado 3 de diciembre, cuando se dio a conocer este documento, y el que incluyó una sección orientada a aclarar que muchas de las “tradiciones” que conocen los ingenieros nacionales (y que además son desconocidas por los ingenieros extranjeros), no son válidas para todos los casos, así como que no pueden considerarse “requisitos sísmicos para eléctricos” y “requisitos sísmicos para estructurales” como si fueran dos proyectos independientes. La instalación es una sola y el tema sísmico debe ser entendido por todos los profesionales involucrados en el proyecto.

Asimismo, hacemos un llamado a utilizar el Documento Técnico “Requisitos Sísmicos para Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión” (disponible en www. cigre.cl) y a compartir con nosotros sus observaciones, contribuciones y propuesta de mejoras al email sismo@cigre. cl hasta el 30 de abril. Con la información recibida a dicha fecha, se evaluará una eventual actualización del documento si procede.

Enero 2019
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