DISEÑO DE ZANJAS PARA CANALIZACIONES ELÉCTRICAS DE MEDIA TENSIÓN

El diseño de las canalizaciones es una fase fundamental en la redacción de proyectos de líneas subterráneas de alta tensión, en esta publicación se explica como realizarlo de manera acorde a la ITC-LAT 06 y las normas técnicas particulares de compañía (NTP) para líneas de hasta 30 [kV] (3ª categoría, media tensión).

No se abordará el diseño de las líneas directamente enterradas sin entubar, ya que a día de hoy están en desuso debido a su difícil mantenimiento y a que no permiten ampliaciones de potencia ni renovaciones sin tener que volver a abrir la zanja.

ÍNDICE DE CONTENIDOS

• Introducción | Elementos y capas de una zanja
• Proceso de dimensionado y requisitos de las distribuidoras
• Cruzamientos, paralelismos y proximidades
• Arquetas de registro
• Métodos de detección

INTRODUCCIÓN | ELEMENTOS Y CAPAS DE UNA ZANJA

Una canalización enterrada cuenta normalmente con cuatro capas:

• Pavimento: es la reposición del pavimento existente, que ha sido cortado y demolido en la fase inicial de la obra, tiene un grosor de ~ 10-20 [cm] (5 [cm] como mínimo). Esta capa no suele darse en zanjas en tierra salvo en jardines. A veces su ancho es mayor al del resto del surco para mejorar su apoyo y reducir la probabilidad de hundimiento por una incorrecta compactación u otros factores.

• Relleno principal: habitualmente es el nivel más grueso y está formado por tierras compactadas (Proctor normal del 95%) que pueden ser las extraídas de la propia excavación, aunque también puede emplearse hormigón HM-20 o HNE-15. Esto es recomendable especialmente en cruces de calzada, en estos casos el relleno principal y el de los tubos forman una única capa.

• Relleno tubos: se aconseja que sea de hormigón (HNE-15 o HM-20) para proteger los tubos que contiene, pero esto solo es obligatorio en el cruce de calzadas y vías de ferrocarril. En otros tramos como alternativa se admite arena de río lavada o tierras compactadas. Su espesor depende del número y diámetro de los tubos -así como de su disposición- más un margen de separación mínimo de 2 [cm] entre tubos y con las otras capas.

• Asiento: puede ser de arena de río lavada, tierras compactadas u hormigón y tiene un espesor de 4 a 10 [cm]. Cuando su material es el mismo que el del relleno de los tubos entonces forman una única capa. Se recomienda que sea de tierras compactadas en el caso de que se aproveche la zanja para ejecutar bajo ella la puesta a tierra, a fin de reducir el valor de su resistencia.

Los siguientes cuatro elementos son los habitualmente colocados en las zanjas:

• Banda señalizadora: son cintas de PVC o PP de 15 a 30 [cm] de ancho que se instalan en el relleno principal a al menos 10 [cm] del pavimento y mínimo 25 [cm] por encima de los tubos de alta tensión, en el caso de reapertura de la zanja estas permiten a los operarios detectar la ubicación de la línea antes de alcanzarla, evitando así daños y accidentes. Su colocación se considera obligatoria salvo que se empleen protecciones complementarias que realicen también la función de señalización.

• Protección complementaria: no suele ser imprescindible, se emplea a veces en sustitución del hormigonado de los tubos o cuando se produce un cruzamiento con una canalización de gas. Se ubica en la frontera entre las capas de relleno principal y de relleno de los tubos, a 10 [cm] de los tubos de que contengan las líneas de alta tensión o 25 [cm] si no se ha coloca cinta señalizadora. La mayoría de modelos son de polietileno amarillo con diagramas de señalización, pero también pueden emplearse planchas metálicas o rasillones que lleven encima colocada la cinta de señalización.

• Tubos: son corrugados fabricados de polietileno de alta densidad (PEHD) con una resistencia a la compresión de 450 [N] y deben ser capaces de soportar un impacto de energía de 20 [J] si su diámetro exterior no es superior a 90 [mm], 28 [J] si es superior 90 [mm] y menor o igual 140 [mm] y de 40 [J] cuando es superior a 140 [mm]. Suelen ser rojos de 160 [mm] cuando se usan para conducir líneas de alta tensión y verdes de 40 [mm] si son para comunicación u otros servicios auxiliares (los de B.T son de 63-160 [mm]). Cabe aclarar que las distancias mínimas o máximas a respetar con los tubos hacen referencia a los de alta tensión (rojos), los de comunicación (verdes) se colocan encima de estos pero dentro de la misma capa de relleno.

• Conductor desnudo de cobre: las zanjas abiertas a veces se aprovechan para el montaje en configuración «hilera» de las picas de acero cobrizadas -habitualmente de 14 [mm] de diámetro y 2 [m] de largo separadas 3 [m] entre sí- que conforman el sistema de puesta a tierra. Se unen con cable de cobre desnudo de al menos 50 [mm²] que se canaliza dentro del asiento, si es necesario que esté aislado en algún tramo (e.g. cerca de un centro de media tensión) se usará entonces cable RZ1-K (AS) 0,6/1 [kV] conducido en tubo de PVC rígido. Este sistema puede ser de servicio (para el neutro) o de refuerzo/principal de herrajes de un apoyo, centro de seccionamiento o centro de transformación.

PROCESO DE DIMENSIONADO Y REQUISITOS DE LAS DISTRIBUIDORAS

Es recomendable para las canalizaciones de abonado tomar de referencia las estandarizadas por la distribuidora de la zona, si bien no es algo exigible al ser estas propiedad del cliente. Los pasos a seguir para dimensionar la zanja se resumen a continuación:

• Selección del cableado: en líneas de abonado las secciones más habituales son de 95, 150 y 240 [mm²], la tipología de cable y el nivel de aislamiento elegidos suelen ser los mismos que los de la línea existente a la que se conecte la instalación o en su defecto los que prescriba la compañía para sus propias líneas en sus NTP. Recomiendo consultar las entradas Selección y cálculo de cables aislados en instalaciones de alta tensión (3ª Categoría / ≤30 [kV]) y Hoja Excel para el cálculo de cables aislados de alta tensión (3ª Categoría / ≤ 30 [kV]) para profundizar sobre cómo calcular la sección de los cables de media tensión.

Empresa distribuidora	Documento consultado (NTP)	Niveles de aislamiento ([kV])	Tipología de cables (Aluminio)	Secciones más comunes ([mm2])
E-Distribución (Endesa)	DYZ10000	12/20 18/30	RH5Z1-OL* RHZ1-2OL	150 240 400
i-DE (Iberdrola)	MT 2.31.01	12/20 (P16) 18/30 (P25)	HEPRZ1	240 400 630
UFD (Naturgy)	IT.0116.ES.RE.PTP	12/20	RHZ1-2OL	Rústico: 150 Urbano: 240
Grupo EDP	PT-LSMT.VI	12/20 18/30	HEPRZ1	240

• Cálculo de los diámetros de los tubos: el reglamento (Real Decreto 223/2008) establece que el diámetro interior de los tubos debe ser mayor a 1,50 veces el diámetro de la terna de cables que conforma el circuito, en base a esto se obtienen los diámetros nominales recomendados (ver siguiente tabla). Otro requisito importante a tener en cuenta durante la ejecución es el radio de curvatura mínimo que admiten los cables, que por regla general se considera de 15 a 20 veces el diámetro exterior del cable conducido.

0) Diámetro del cable → Consultar en ficha técnica

1) Diámetro de la terna ≈ 2,155 · Diámetro del cable

2) Diámetro interior > 1,5 · Diámetro de la terna

3) Radio de curvatura > 15-20 · Diámetro del cable

• Ancho de la excavación: se toma el valor normalizado de cazo para excavadoras (20 / 30 / 40 / 60 / 80 / 100 [cm]) inmediatamente superior al ancho mínimo necesario para tender los tubos. Se debe tener en cuenta que se requiere espacio para los tubos (N_X · D_N) más un margen (e_X) de 2 [cm] con las paredes de la excavación y de manera recomendada también entre los propios tubos, sobre todo si se van a hormigonar.

0) Ejemplo: dos tubos de 160 [mm] colocados lado a lado canalizados en acera.

1) Ancho mínimo = Ancho conjunto tubos + Márgenes = N_X · D_N + (N_X + 1) · e_X

2) Ancho mínimo = 2 · 16 + (2 + 1) · 2 = 38 [cm] → Valor normalizado superior: 40 [cm]

• Profundidad de la excavación: los tubos de media tensión se situarán a mínimo 60 [cm] del nivel del suelo en tierra o acera y a al menos 80 [cm] en calzada (P_MIN). Además es aconsejable dejar 2 [cm] de margen entre los tubos y entre estos con el asiento (e_Y), el cual tiene un espesor de 4 a 10 [cm] (A).

0) Ejemplo: dos tubos de 160 [mm] colocados lado a lado canalizados en acera.

1) Profundidad zanja = Profundidad tubos + Altura conjunto tubos + Márgenes + Espesor asiento

2) Profundidad zanja = P_MIN + N_Y · D_N + N_Y · e_Y + A = 60 + 1 · 16 + 1 · 2 + 4 = 82 [cm]

En el caso de las canalizaciones subterráneas de compañía (o que se vayan a ceder a esta) es obligatorio seguir las indicaciones de sus proyectos tipo y normas técnicas particulares (NTP), documentos que recogen las configuraciones autorizadas por la distribuidora y su estructura.

La mayoría de distribuidoras requieren al menos el tendido de dos a tres tubos corrugados PEHD rojos de 160 a 315 [mm]. De estos tres, dos son usados habitualmente para la entrada/salida al centro de seccionamiento (CS) y el tercero de reserva (por ejemplo E-Distribución siempre lo exige).

A continuación se resumen los requerimientos en cuanto al diámetro nominal de los tubos y las dimensiones de la zanja. Cabe advertir que estos documentos son muy extensos, recogen bastantes por menores y casuísticas especiales que no se reflejan en estas tablas:

CRUZAMIENTOS, PARALELISMOS Y PROXIMIDADES

En los puntos de cruce, paralelismo o proximidad con ciertos elementos, canalizaciones y vías es necesario mantener unas distancias mínimas y/o condiciones de ejecución recogidas en el Punto 5 de la ITC-LAT 06. En la siguiente imagen se listan de manera abreviada las separaciones a tener en cuenta:

Es necesario aclarar que estas distancias no son obligatorias en algunos casos si la línea va entubada, es decir, son de carácter orientativo. Esto no es así en cruzamientos y paralelismos con canalizaciones de gas, cuando se da esta circunstancia la separación mínima es obligatoria si bien esta se puede reducir si se aplica una protección complementaria.

ARQUETAS DE REGISTRO

Los cables de media tensión tienen unos radios de curvatura muy amplios, esto implica que las arquetas para cambios de sentido y tendido de las cocas (necesarias de cara al posterior entronque) tienen un tamaño considerable en comparación con los registros de baja tensión.

Por regla general se recomienda emplear arquetas o calas que tengan por lo menos 100x100x100 [cm] de espacio útil, el tamaño puede reducirse a 70x70x70 [cm] en tramos más o menos rectos en los que no se vaya a realizar un conexionado o derivación. Cada 40 [m] aproximadamente es aconsejable instalar una arqueta para facilitar el tendido del cableado.

Las arquetas y tapas de líneas de compañía deben estar aprobadas por estas. Esta restricción aplica principalmente a las tapas (a fin de facilitar su identificación), sobre las arquetas solo se suele exigir que cumplan las dimensiones mínimas indicadas en los proyectos tipo y NTP.

Cabe recordar que todas las tapas -ya sean de abonado o compañía- deben tener una clase de carga acorde a la zona donde vayan a montarse a fin de evitar roturas. En el ámbito de la alta tensión lo habitual son las tapas clase B125 para tierra o acera y clase D400 para calzada, pero también existen las clases C250 (para cunetas o arcenes) y las E-600 / F-900 para puertos, industrias con maquinaria pesada o aeropuertos.

MÉTODOS DE DETECCIÓN

Por último, cabe advertir que, antes de iniciar la obra y especialmente si esta ubica en vía pública, es importante localizar las canalizaciones de servicios existentes a fin de evitar cortes de suministro y accidentes laborales. Los métodos de detección más comunes son los siguientes:

• Detección visual: la presencia de arquetas permite en muchos casos estimar el recorrido de la canalización y de las acometidas a los edificios. A veces el pavimento no se ha restaurado adecuadamente, lo cual puede delatar su presencia. Ciertos elementos superficiales -e.g. CPM, CGP, CS, CT, farolas, hidrantes- también advierten de la existencia de redes subterráneas en sus proximidades.

• Bases de datos públicas: algunos consistorios facilitan en sus páginas web o bajo consulta previa los planos de las redes existentes en el municipio. No obstante, cabe advertir que no suelen estar actualizados y la respuesta por parte del ayuntamiento puede demorarse bastante.

• Base de datos de Inkolan: es una web privada que permite consultar el trazado de las canalizaciones de agua, electricidad, gas y telecomunicaciones en una zona determinada. Para obras pequeñas el coste actual (2024) es de unos 40 – 60 [€/plano], por lo que es una opción asequible en la mayoría de proyectos.

• Detección mediante georradar: es un instrumento que se utiliza para estimar la ubicación y profundidad de elementos enterrados, aunque no siempre permite determinar su tipo.​ Es una opción costosa al requerir mano de obra cualificada y un equipo bastante caro.

• Apertura de cala: es un método usado en fase de ejecución que consiste en realizar excavaciones puntuales a lo largo del recorrido de la canalización a realizar. Tiene como fin la detección de servicios o instalaciones existentes, además hace posible definir la composición del pavimiento y las características del terreno.