Guía para el Proyecto y Construcción de Líneas de Subtransmisión Aéreas o Subterráneas

Para la ejecución de este tipo de obras, es recomendable dividir los trabajos en tres partes:

1. Estudios preliminares: para determinar, de acuerdo con las necesidades del sistema, las características principales de la línea.
2. Estudios y proyecto de detalle: elaboración de catálogo de conceptos, presupuesto base y gestión integral de permisos.
3. Construcción de la obra: con base en el proyecto de detalle, lo que permite una base uniforme para el concurso y facilita la evaluación técnica de ofertas.

I. Concepto general y uso de herramientas digitales

Actualmente, el proyecto de líneas de subtransmisión puede apoyarse ampliamente en herramientas digitales especializadas (tales como programas de cálculo de catenaria elástica, software de modelado estructural y geométrico tipo PLS-CADD / PLS-POLE, herramientas CAD y sistemas de información geográfica), las cuales permiten desarrollar con rapidez y precisión los modelos geométricos, eléctricos y mecánicos de la línea, así como procesar nubes de puntos de levantamientos LiDAR o fotogrametría con drones, generar listados de materiales, precios base, catálogos de conceptos y bases para concursos. Estas actividades pueden realizarse de manera completa mediante software especializado o, en su caso, mediante herramientas de cálculo y análisis como hojas de cálculo o programas de cálculo técnico estructurados.

Asimismo, el trabajo de campo es indispensable para gestionar y confirmar la viabilidad de los trámites y permisos oficiales ante las autoridades correspondientes, a fin de declarar factible el trazo propuesto antes de avanzar con el desarrollo detallado del proyecto.

Aun cuando el proyectista sea experto en el uso de herramientas digitales, ningún software sustituye el criterio técnico ni la información obtenida directamente en campo, por lo que resulta indispensable saber qué información solicitar, cómo validarla y cómo incorporarla correctamente al proyecto. El objeto de este documento es que el lector conozca el proceso completo del proyecto y las posibles herramientas que pueden emplearse de acuerdo con la disponibilidad de cada empresa, asegurando que el resultado final sea un proyecto correcto, completo y profesional.

Esta sección establece el papel complementario entre el uso de herramientas digitales y el trabajo de campo, y sirve como marco de referencia para los capítulos operativos posteriores.

II. Inspección de campo y localización de trayectorias

La inspección de campo tiene como objetivo determinar la factibilidad técnica de la trayectoria propuesta, así como identificar las condiciones generales que influyen en el proyecto y construcción de la línea.

Objetivo de la inspección: Evaluar alternativas de trazo considerando criterios técnicos, sociales, ambientales y económicos, con el fin de seleccionar la trayectoria que cause el menor impacto posible.

1. Área urbana

• Alineamientos existentes y posibles ampliaciones futuras.
• Distancias mínimas horizontales y verticales conforme a normatividad.
• Accesos, cocheras, portones y edificaciones.
• Niveles actuales y futuros de contaminación.
• Altura sobre el nivel del mar.

2. Área rural

• Afectaciones a propiedades particulares o ejidales.
• Núcleos de población y comunidades.
• Parcelas agrícolas y sistemas de riego.
• Áreas ecológicas protegidas.
• Vías de acceso, caminos y carreteras.

3. Interferencias

Durante la inspección deberán identificarse todas las interferencias existentes, tanto subterráneas como aéreas, que puedan afectar el proyecto:

• Instalaciones de agua potable, drenaje y gas.
• Cables eléctricos de alta, media y baja tensión.
• Redes de telecomunicaciones.
• Puentes, anuncios, árboles y edificaciones.

III. Levantamiento topográfico

El levantamiento topográfico proporciona la información geométrica necesaria para definir con precisión la trayectoria de la línea, la ubicación de las estructuras y las condiciones del terreno a lo largo del derecho de vía.

Deberán registrarse cotas, pendientes, accidentes naturales y construcciones existentes, empleando métodos convencionales o tecnologías modernas como estaciones totales, GNSS de alta precisión, escaneo láser o fotogrametría, integrando modelos digitales de elevación (DEM) según la disponibilidad de cada empresa.

IV. Requisición de materiales

Con base en el proyecto aprobado se elabora la requisición de materiales, que integra de manera ordenada los conductores, estructuras, herrajes, aisladores, cimentaciones y demás elementos necesarios para la construcción de la línea.

Es recomendable que los listados de materiales se generen directamente a partir del modelo digital del proyecto, a fin de reducir errores de captura y asegurar la consistencia entre planos, memorias de cálculo y catálogos de conceptos.

V. Impacto ambiental

El proyecto de líneas de subtransmisión debe considerar desde su etapa de planeación los posibles impactos ambientales, identificando áreas sensibles, zonas protegidas y restricciones normativas aplicables al trazo propuesto.

La evaluación ambiental debe servir como herramienta para comparar alternativas de trayectoria, incorporando medidas de mitigación y buenas prácticas constructivas que reduzcan al mínimo las afectaciones al entorno conforme a la legislación aplicable.

VI. Aspectos sociales

Los aspectos sociales del proyecto comprenden la relación con propietarios, comunidades y usuarios del área de influencia, así como la gestión de permisos, servidumbres de paso y acuerdos de ocupación temporal o definitiva.

Una comunicación clara y oportuna con las partes interesadas contribuye a reducir conflictos, facilitar el acceso al derecho de vía y mejorar la aceptación del proyecto en la comunidad.

VII. Proyecto de detalle para líneas aéreas

Con el listado básico de materiales y el levantamiento topográfico, se procede al proyecto de detalle conforme al tipo de estructuras, considerando parámetros y libramientos usuales de diseño electromecánico.

* Nota: Los calibres y tensiones mostrados representan valores de práctica de ingeniería usuales en México para niveles de subtransmisión (69 kV a 115 kV).

Para la protección contra descargas atmosféricas y soporte del sistema de comunicaciones y teleprotección, es práctica habitual la instalación de cable de guarda convencional (de acero galvanizado o Alumoweld) o bien de cable de fibra óptica incorporado en el cable de guarda (OPGW - Optical Ground Wire), debidamente coordinado en sus esfuerzos mecánicos y de cortocircuito con los conductores de fase.

En el proyecto se consideran los siguientes aspectos

1. Voltaje de operación y niveles de aislamiento.
2. Número de circuitos.
3. Calibres normalizados del conductor y cable de guarda / OPGW.
4. Estructura normalizada y diseño de siluetas.
5. Mecánica de suelos y capacidad de carga del terreno.
6. Sistemas de puesta a tierra y coordinación de contrapesos.
7. Protección catódica cuando aplique.
8. Altura de operación sobre el nivel del mar y factores de corrección dieléctrica.
9. Niveles de contaminación y distancia de fuga en aislamiento.
10. Accidentes topográficos y perfiles longitudinales.
11. Derechos de vía o servidumbres de paso.
12. Parámetros mecánicos y límites de tracción para cables (tensión de tendido y condición de carga máxima de viento/hielo).
13. Libramientos normativos al suelo, a vías de comunicación y a otros circuitos eléctricos.
14. Tablas y curvas de tendido de flechas y tensiones.
15. Caminos de acceso y logística de transporte.
16. Bodega y patios de concentración de materiales.
17. Gestión de permisos para ocupación de derechos de vía y cruzamientos oficiales (SCT, ferrocarriles, etc.).
18. Gestión de permisos e indemnizaciones por servidumbre de paso.
19. Gestión del informe ambiental preventivo o manifestación correspondiente.

Para el proyecto de detalle se debe preparar la siguiente información

1. Plano de planta y perfil, cuadriculado, escala vertical 1:200, horizontal 1:2000 (o 1:500 en terreno abrupto), en tramos de 2 km con traslapes, incluyendo:
   1. Numeración y tipo de estructuras.
   2. Contraperfiles del terreno.
   3. Libramientos mínimos al suelo y cruzamientos.
   4. Longitud de claros reales y claro regulador.
   5. Parámetros y características de conductores y cable de guarda / OPGW.
   6. Cantidad y tipo de aisladores en cadenas de suspensión y remate.
   7. Cruzamientos e interferencias con otras redes y vías de comunicación.
   8. Kilometrajes de estaciones, cruzamientos y estructuras.
   9. Afectaciones y usos del suelo.
   10. Curvas de catenaria a temperatura máxima (50 °C) y temperatura mínima/viento crítico.
2. Planos de detalle de acometidas a subestaciones y estructuras especiales (transiciones aéreo-subterráneas).
3. Planos de detalle de cruzamientos con vías de comunicación o interferencias con dependencias y trámites de permisos.
4. Lista de materiales, herrajes y estructuras.
5. Detalles de ensamble de estructuras y arreglos típicos.
6. Detalles de cimentaciones (zapatas, pilotes o micropilotes).
7. Detalles de sistemas de puesta a tierra.
8. Detalles de protecciones mecánicas y balizamiento en área urbana.
9. Resumen técnico de estructuras (kilometraje, tipo, claros de viento y de peso, ángulos de deflexión).
10. Curvas de tendido y tabulación de flechas y tensiones calculadas a intervalos regulares de temperatura (0 °C a 50 °C).
11. Relación de afectaciones y documentación de servidumbres de paso.
12. Catálogo de conceptos y presupuesto base para licitación.
13. Resolución favorable ambiental y permisos de construcción.

VIII. Proyecto de detalle para líneas subterráneas

Con el listado básico de materiales y el levantamiento topográfico, se procede al proyecto de detalle. En circuitos subterráneas de subtransmisión (69 kV a 115 kV), se emplea predominantemente cable monopolar con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLPE) y pantalla metálica calculada para soportar las corrientes de cortocircuito del sistema.

Debe considerarse que se requieren registros o bóvedas de empalme a cada 300 a 450 m, según la topografía, radios de curvatura y trayectoria urbana, para respetar las tensiones admisibles de halado y presión lateral sobre el cable.

En el proyecto se consideran los siguientes aspectos

1. Voltaje de operación y coordinación de aislamiento.
2. Número de circuitos y configuración de fases (trébol o plano).
3. Diseño de registros y bóvedas adecuados al uso (paso, empalme, deflexión o transiciones aéreo-subterráneas).
4. Mecánica de suelos, nivel freático y condiciones del subsuelo.
5. Sistemas de tierras, transposición y puesta a tierra de pantallas metálicas (cross-bonding o puesta a tierra en un solo punto).
6. Interferencias con infraestructura subterránea existente (agua, drenaje, gas, telecomunicaciones).
7. Nivel de cortocircuito para el dimensionamiento térmico de la pantalla metálica.
8. Cálculo mecánico de fuerzas de tracción y presión lateral de halado.

Para el proyecto de detalle se preparará la siguiente información

1. Plano de planta y perfil en cuadriculado milimétrico (escala V 1:100, H 1:1000), con numeración de registros, interferencias localizadas, distancias entre bóvedas y sentido previsto de halado.
2. Planos de detalle de bóvedas de empalme, registros de tiro y acometidas a subestación o transiciones en poste/estructura.
3. Especificaciones de conductores XLPE, empalmes premoldeados, terminales exteriores y cajas de seccionamiento de pantallas.
4. Detalles constructivos de la canalización (banco de ductos, relleno termomejorable y reposición de pavimentos).
5. Memoria de cálculo de esfuerzos de halado y resumen de tramos para fabricación en carretes.

IX. Concurso y construcción

Para la construcción se puede optar por un concurso en modalidad “Llave en mano” (recomendado), que integre ingeniería de detalle, suministro de materiales, obra civil, montaje electromecánico y trámite integral de permisos.

En este tipo de obras siempre se presentan imponderables en campo, por lo que debe mantenerse una supervisión técnica rigurosa y abierta a resolver interferencias no previstas, determinando objetivamente si las variaciones obedecen a causas imprevistas del subsuelo o a deficiencias atribuibles al contratista.

Previo al arranque de la obra civil o mecánica, es indispensable verificar que se cuente con la totalidad de los permisos municipales, licencias viales y convenios de servidumbre regularizados, evitando paros costosos de maquinaria y personal.

El ingeniero proyectista y la residencia de supervisión recorrerán la trayectoria junto con el contratista para validar accesos, definir puntos de entrada a predios, pasos temporales (falsetes o portones) y coordinar el pago oportuno de bienes distintos de la tierra afectados.

X. Entrega de la obra para su operación

Una vez concluida la construcción y concluidas satisfactoriamente las pruebas electromecánicas de recepción y puesta en servicio, se integra el expediente técnico definitivo para entrega al personal operativo y de mantenimiento.

Pruebas electromecánicas y de puesta en servicio

• Medición de resistencia de aislamiento y continuidad de conductores.
• Pruebas de muy baja frecuencia (VLF) o Hi-Pot en cables de potencia subterráneos y verificación de cubiertas exteriores.
• Medición de resistencia del sistema de tierras en cada estructura y registro (sin cable de guarda conectado).
• Pruebas de continuidad y atenuación óptica en cables de guarda tipo OPGW.

Documentación del expediente final de entrega

1. Inventario físico detallado de la instalación construida.
2. Resumen y plano de conjunto con numeración definitiva de estructuras o bóvedas.
3. Registro certificado de lecturas de resistencia de tierra y protocolos de pruebas electromecánicas.
4. Expediente de convenios y finiquitos de pago por servidumbres de paso y daños a bienes distintos de la tierra.
5. Copia de licencias municipales, permisos de alineamiento y resoluciones ambientales favorables con sus programas de cumplimiento.
6. Planos definitivos de fin de obra («Como se construyó» / As-Built).
7. Acta circunstanciada de entrega-recepción formal.