Redes Eléctricas Subterráneas: Construcción

Norma de Construcción: Obras Civiles para Redes Eléctricas Subterráneas de Energía

• Esta norma establece los requisitos técnicos para la construcción de redes eléctricas subterráneas de EPM.
• El objetivo es establecer detalles constructivos que permitan cumplir con la operación, el mantenimiento y la estabilidad estructural de la red.

Alcance

• Aplica a la construcción de canalizaciones, cajas, cámaras y tapas de redes subterráneas a 240/120 V (monofásicas) o 208/120 V (trifásicas); 13.2 kV y 44 kV (trifásicas) de EPM.

Documentos de Referencia

• Lista de normas de EPM (NC-MN-OC01-03, NC-MN-OC01-02, NC-MN-OC01-01, NC-MN-OC02-01, NC-MN-OC03-01, NC-MN-OC05-01, NC-MN-OC05-02, NC-MN-OC05-03, NC-MN-OC05-04, NC-MN-OC05-05, NC-MN-OC05-06, NC-MN-OC05-07, NC-MN-OC04-01, NC-MN-OC07-01, NC-MN-OC07-07)
• INVIAS: Especificaciones generales de construcción de carreteras.
• Normas NTC (98, 127, 183, 589, 1630, 3363)
• ASTM C142
• NSR-10: Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente
• RETIE: Resolución 90708 sobre el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas.

Requisitos Técnicos e Información General

• Las empresas de distribución eléctrica deben ofrecer conexión factible y acceso libre, informando sobre localización, potencia y tipo de carga.
• Las disposiciones cumplen con las Leyes 142 y 143 de 1994, Resolución CREG 070 de 1998, RETIE y el POT municipal.
• Los procedimientos de aprobación de conexión varían según si implican o no la expansión de la red.
• Se requiere presentar planos eléctricos de la propiedad y la acometida, además de las características de la demanda.
• El Operador de Red (OR) puede especificar un nivel de tensión de conexión diferente al solicitado, justificándolo técnicamente.
• Se debe incluir líneas de paramento, aceras, zonas verdes, vías, separadores, y las redes subterráneas existentes (telecomunicaciones, energía, acueducto, alcantarillado y gas).
• Las redes subterráneas son preferibles para preservar el medio ambiente o cuando no es factible construir redes aéreas por razones de seguridad.
• Se utilizan para preservar parques, plazas, sitios de interés nacional, entre otros.
• El recibo de las redes por parte de EPM depende del resultado satisfactorio de pruebas realizadas por un inspector certificado, según el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) en el artículo 34.

Aspectos Constructivos de Tipo Civil

• La infraestructura civil incluye demoliciones, excavaciones, construcción e instalación de canalizaciones, cajas, cámaras, cárcamos y tapas.
• Se debe gestionar los permisos necesarios ante las entidades municipales, cumpliendo con decretos y el plan de ordenamiento territorial vigentes.
• Se describen las actividades correspondientes a la obra civil durante la construcción de la infraestructura de las redes eléctricas subterráneas.

Localización, Trazado y Replanteo

• Antes de iniciar las obras, EPM debe verificar y aprobar la localización general del proyecto y sus niveles.
• La localización y el trazado deben materializarse con elementos físicos de referencia visibles.
• La ubicación y las cotas de estos elementos deben ser entregadas previamente a EPM.
• La nivelación es la base para controlar cualquier error que se pueda presentar en la construcción de la obra.

Desmonte y Limpieza

• Consiste en eliminar la vegetación existente y limpiar el terreno natural en las áreas del proyecto cubiertas de rastrojo, maleza, bosque, pastos, cultivos, etc.
• Incluye la remoción de tocones, raíces, escombros y basuras para dejar el terreno limpio.
• Antes de alterar la capa vegetal, se deben levantar secciones transversales del terreno original para determinar volúmenes.
• Se deben seguir los requerimientos del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) y la norma NC-MN-OC01-02 de EPM.

Campamentos, Almacenes, Oficinas y Centros de Acopio

• En caso de ser necesario, se construirán instalaciones provisionales en el sitio de la obra.
• Se requiere cumplir con las disposiciones del plan de ordenamiento territorial (POT) del municipio y obtener permisos de tránsito para organizar la entrada y salida de vehículos.
• Los requerimientos están estipulados en la norma NC-MN-OC01-03 “Campamentos, almacenes, oficinas y centros de acopio” de EPM.

Demoliciones

• La demolición se debe limitar a las dimensiones mínimas necesarias para la ejecución de la obra.
• Los elementos a demoler y los límites los define EPM.
• Se deben considerar demolición en andén y corte y retiro de pavimento.

Demolición en Andén

• Se debe cortar el andén existente (concreto, granito, arenón, etc.) según el límite definido para la excavación.
• Solo se puede exceder los límites con autorización expresa de EPM, si hay una razón técnica.
• El corte debe hacerse según líneas rectas, figuras geométricas definidas, con superficie vertical, utilizando equipo especial de corte aprobado por EPM.
• No se permite el corte con martillo neumático (salvo autorización), y el andén fuera de los límites del corte especificado, con daños, debe ser reconstruido.

Corte y Retiro de Pavimento

• El pavimento existente (asfáltico o de concreto) debe cortarse según los límites especificados para la excavación.
• Solo se puede exceder los límites con autorización expresa de EPM, si hay razones técnicas.
• La superficie del corte debe quedar vertical.
• El corte debe hacerse con equipo especial (sierra mecánica), y se deben hacer cortes transversales.
• El pavimento cortado se debe demoler, y los escombros se deben acopiar y retirar sin perjudicar el tránsito ni los trabajos.
• El pavimento fuera de los límites del corte especificado, dañado, debe ser reconstruido.

Excavaciones

• Implica la remoción y extracción de materiales, además de cargue, retiro y disposición según los planos y secciones del proyecto (con las modificaciones de EPM).
• Incluye el retiro de la capa vegetal y de otros materiales blandos y orgánicos.
• Antes se deben investigar los sitios donde cruzan las redes existentes y hacer un estudio de las estructuras adyacentes para evitar daños.
• En zonas anegadas, se debe vaciar concreto de baja resistencia hasta 0,05 m por encima de la superficie de anegamiento.
• Se deben cumplir los requerimientos estipulados en la norma NC-MN-OC03-01 “Excavaciones” de EPM.

Llenos Compactados

• Consiste en la ejecución de llenos con materiales de préstamo o material seleccionado de la excavación, compactados por métodos manuales o mecánicos en zanjas o excavaciones.
• La secuencia de ejecución debe ajustarse a las condiciones climáticas, usando cubiertas de plástico si es necesario.
• La colocación del material se debe hacer en capas de máximo 0,15 m de espesor de material suelto, preservando la estabilidad y la integridad de las instalaciones.
• Debe tenerse especial cuidado en la compactación para no producir presiones laterales, vibraciones o impactos que causen roturas o desplazamientos.
• El equipo de compactación debe reunir características adecuadas a las condiciones particulares del trabajo.
• Se debe obtener una densidad seca igual o mayor que el 95% de la densidad seca máxima (ensayo Próctor Modificado) en vías construidas, o mayor o igual que el 90% fuera de vías construidas.
• No se permite usar materiales con contenido orgánico, arcillas expansivas, material granular mayor de 75 mm, escombros, basuras y suelos cuyo límite líquido sea mayor que 45.
• En caso de encontrar llenos antrópicos, suelos orgánicos o arcillas cuyo límite líquido sea mayor que 45, se deben remover y reemplazar por material seleccionado de la excavación.
• Se debe cumplir con los requisitos de la norma “NC-MN-OC04-01 Llenos compactados” en cuanto a preparación, extensión, compactación y requisitos de materiales.

Concreto y Acero de refuerzo

• Para el empotramiento de los ductos en zanjas o canalizaciones debajo de vías, se debe usar concreto de resistencia mínima de 21 MPa.
• La resistencia mínima del concreto a compresión para cajas y cámaras debe ser de 28 MPa.
• En la norma de EPM: “NC-MN-OC07-01 Concretos” se establecen las especificaciones técnicas que debe cumplir el concreto.
• Los recubrimientos libres del acero de refuerzo, los diámetros mínimos de doblaje de las barras, las longitudes de anclaje y de traslapo y todos los detalles de figuración, se deben hacer de acuerdo con lo estipulado en la norma “NSR-10 Reglamento Colombiano de Construcción Sismo resistente”.
• En la norma de EPM “NC-MN-OC07-07 Acero de refuerzo”, se establecen las especificaciones técnicas del acero de refuerzo en la infraestructura de las redes eléctricas subterráneas.

Zanjas o Canalizaciones

• Material de los Ductos: Solo se admiten ductos en tubería de uso eléctrico tipo PVC DB (Norma NTC 1630), TDP (Norma NTC 3363). Para el empleo de estos ductos debe cumplirse con las normas técnicas dadas por los fabricantes DB, TDP o similares.
• Cemento Solvente para Uniones: Este material debe cumplir para su aceptación con la norma ICONTEC 576. Se debe aplicar con brocha de cerda natural y debe limpiarse y secarse previamente el ducto antes de la aplicación.
• Dimensiones del Ducto: El diámetro mínimo de tubería recomendado es de 3" para baja tensión y de 4" para media tensión, dependiendo del número de cables por ducto y su calibre. El área libre no debe ser inferior al 60% del área total útil.
• Cantidad de Ductos: El número debe ductos de un banco debe ser superior al número de ductos ocupados determinado por el diseño de la red, el cual debió prever si el sector a servir es factible de futuras expansiones.
• Profundidad de Zanjas o Canalizaciones: Las profundidades mínimas deben cumplir con el artículo 25.7.2 de la resolución 90708 (RETIE agosto 30 de 2013). Se debe tener una distancia no menor de 0,20 m de canalizaciones de gas, agua, calefacción, etc. Se debe evitar al máximo la construcción de canalizaciones longitudinales sobre vías vehiculares.
• Ancho de Zanjas o Canalizaciones: Para determinar el ancho de la excavación de la zanja, es necesario tener en cuenta las dimensiones ycantidad de ductos y una distancia libre de 0,15 m entre la pared de la zanja y el arreglo del banco de ductos. El tendido máximo de ductos horizontales es de 4
• Pendiente Mínima: Los ductos se colocan con pendiente mínima de 0,1% hacia las cámaras o cajas de inspección, en una zanja de profundidad suficiente que permita el recubrimiento de relleno sobre el ducto.
• Pendiente Máxima: La pendiente máxima que se debe presentar en los bancos de ductos es del 30%. Entresuelo y Lecho Para Apoyo de los Ductos: Una vez excavada y nivelada la zanja se procede a la construcción de una base en arenilla de un espesor mínimo de 0,05 m, con el fin de asentar los ductos en toda su longitud. Si la zanja se efectúa con equipo mecánico el valor es 0,20m. La máxima sobre excavación por suelos con poca calidad es de 0,40 m., adecuar el fondo con arenilla en condiciones secas. La calidad de la arenilla esta sujeta a lo siguiente: La gradación, la fracción, los grumos de arcilla y el contenido de materia orgánica, deben conformarse de acuerdo con los límites determinados por la relación indicada.
• Configuración del Banco de Ductos: Para ensamblar el banco de ductos, se pueden usar separadores plásticos, resistentes a la humedad y aptos para ser instalados en canalizaciones

Material de Lleno Compactado y Aviso sobre Canalización Eléctrica

• Será Tendido sobre la arenilla.
• Para Avisar a Constructores sobre Canalización Eléctrica: se avisará mediante una cinta de color rojo con un simbolo de rayo eléctrico.

Acabado sobre Vías y Terminación en Cámaras y/o Cajas

• La reposición se hará por medio de la especificaciones dadas.
• En la llegada de los ductos a las cámaras serán empleados adaptadores terminales tipo campana, de aproximadamente 0,05 m de profundidad y 45 grados de inclinación.

Disposición De Ductos Y Otras Consideraciones

• La canalización será construida de tal forma que cuando haya canalización tanto de entrada, como de salida, los dos ductos del extremo derecho sean ocupados por está.
• Los cambios de dirección se harán por medio de cajas y/o cámaras.

Cajas

• Se deben construir cajas como máximo cada 80 m en línea recta.
• Para el correcto uso de las normas para cajas y tapas se define la siguiente tabla con indicaciones de orden eléctrico para alcanzar dicho fin.

Materiales de las Cajas

• Las cajas para las redes eléctricas subterráneas pueden ser construidas utilizando concreto reforzado, o empleando bloques de concreto.
• El concreto que vaya a ser empleado para la construcción de las cajas debe tener una resistencia a la compresión de 28 MPa.
• El espesor de los muros de concreto depende directamente de las dimensiones internas requeridas.
• Las dimensiones nominales de los bloques de concreto que se usen deben sr de 0,40 m x 0,20 m x 0,15 m.
• Durante la construcción, se deben rellena los contornos de la caja con arenilla apisonada.
• A continuación, se presentan los diferentes tipos de cajas que se usan en las redes eléctricas subterráneas, y adicionalmente se muestra la norma respectiva en la que se dan los detalles constructivos de cada una de ellas.
• Las cajas para salida de circuitos poseen diferente caja según nivel de tensión: -RS3-005 Caja para salida de circuitos a 13.2 kV -RS3-006 Caja para salida de circuitos a 44 kV.

Cámaras

• Se deben construir cámaras como máximo cada 80 m en línea recta,
• Se distinguen 4 tipos de cámaras para las redes subterráneas de media tensión.

Cámaras de Paso

• Se deben ser construidas donde el alineamiento cambia de dirección o pendiente cada 80 metros

Otras Consideraciones

• Las cámaras de equipo y las cámaras especiales deben ser ubicadas fuera de áreas de circulación vehicular.
• Una separación mínima de 0,60 m. entre el piso de la cámara y la pared inferior del ducto más bajo.

Tapas

• Las tapas para cajas y cámaras, se distinguen por su tipología de uso.
• Se recurre a la normalización material polimérico.
• Generalmente todas las cámaras están diseñadas para su operación con un ingreso tipo MH (Man hole), con excepcion a la cámara de derivación.

Preguntas sobre la construcción e instalación de redes eléctricas subterráneas. Se abordan temas como las razones para preferir redes subterráneas, requisitos para la recepción por parte de EPM, actividades preliminares y gestión previa a la construcción.