DISPONIBLE
DISEÑO DE POSTE METÁLICO ABATIBLE PARA ALUMBRADO PÚBLICO EN LAS VÍAS PÚBLICAS DE SUCRE.
David Gallardo Muñoz
Centro de Estudio de Posgrado e Investigación
I
2023
Español
Español -
Bolivia
Código: DMI-42-24
Ubicación Física: G478d/DMI-42-24
Carrera: libro.carrera
Título: DISEÑO DE POSTE METÁLICO ABATIBLE PARA ALUMBRADO PÚBLICO EN LAS VÍAS PÚBLICAS DE SUCRE.
Autor Institucional:
CAPÍTULO I ........................................................................................................................... 1 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1 1.1 ANTECEDENTES............................................................................................................ 2 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................. 3 1.2.1 Formulación del problema ............................................................................................ 3 1.3 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 3 1.3.1 Justificación Económica ............................................................................................... 4 1.3.2 Justificación Técnica. ................................................................................................... 5 1.3.3 Justificación Social ....................................................................................................... 5 1.4 METODOLOGÍA .............................................................................................................. 6 1.4.1 Métodos ........................................................................................................................ 6 1.4.2 Técnicas e Instrumentos .............................................................................................. 7 1.5 OBJETIVOS..................................................................................................................... 8 1.5.1 Objetivo General........................................................................................................... 8 1.5.2 Objetivos Específicos ................................................................................................... 8 CAPÍTULO II .......................................................................................................................... 9 2 DESARROLLO ................................................................................................................... 9 2.1 MARCO CONTEXTUAL .................................................................................................. 9 2.1.1 Alumbrado público en Sucre ........................................................................................ 9 2.1.1.1 Tipos de luminarias utilizadas para la iluminación ................................................... 9 2. 1.1.2 Infraestructura ........................................................................................................ 10 2.1.1.3 Mantenimiento y gestión ......................................................................................... 10 2.1.1.4 Aspectos generales e instalaciones subterráneas para alumbrado público .......... 11 2.1.1.5 Arreglo geométrico del alumbrado público en calles y avenidas de Sucre............ 11 2.1.1.6 Características eléctricas del alumbrado público en Sucre. .................................. 12 2.1.1.7 Condiciones ambientales en Sucre. ....................................................................... 12 2.1.2 Características que debe cumplir el poste metálico abatible. ................................... 13 2.1.3 Requerimiento y exigencias del poste metálico abatible........................................... 14 2.1.3.1 Requerimiento de poste abatible según los ambientes a iluminar. ........................ 14 2.1.3.2 Exigencias que debe cumplir el poste metálico abatible ........................................ 15 2.1.3.3 Especificaciones técnicas que debe cumplir el poste metálico abatible ................ 16 2.1.3.4 Especificaciones técnicas para sistema de anclaje base del poste ....................... 17 2.1.3.5 Recomendación de altura y espaciado para instalación de luminarias en los postes metálicos abatibles en Sucre. ................................................................................. 17 vi 2.1.4 Normativas y estándares técnicos. ............................................................................ 18 2.1.4.1 Distancias de Seguridad. ........................................................................................ 19 2.2 MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 20 2.2.1 Alumbrado Público ..................................................................................................... 20 2.2.1.1 Mantenimiento en el alumbrado Público................................................................. 20 2.2.1.2 Sistema de alumbrado público ................................................................................ 21 2.2.2 Luminarias de alumbrado público .............................................................................. 21 2.2.2.1 Luminarias de vapor de sodio ................................................................................. 21 2.2.2.2 Luminarias LED ....................................................................................................... 22 2.2.2.3 Luminarias Autosustentables .................................................................................. 22 2.2.2.4 Clasificación de las luminarias ................................................................................ 23 2.2.2.5 Localización de las luminarias. ............................................................................... 23 2.2.2.6 Tipos de disposiciones luminarias. ......................................................................... 24 2.2.2.7 Clase de iluminación de acuerdo al tipo de vía ...................................................... 25 2.2.3 Brazo metálico para alumbrado público .................................................................... 27 2.2.4 Poste de alumbrado público ....................................................................................... 27 2.2.4.1 Postes de madera tratada. ...................................................................................... 28 2.2.4.2 Postes de hormigón armado ................................................................................... 28 2.2.4.3 Postes metálicos de acero ...................................................................................... 29 2.2.4.4 Postes metálicos de aluminio ................................................................................. 30 2.2.5 Postes de acero galvanizado vs postes aluminio en la actualidad. .......................... 30 2.2.5.1 Ventajas y desventajas de postes de alumbrado público de aluminio ................... 31 2.2.5.2 Ventajas y desventajas de postes de alumbrado público de acero ....................... 32 2.2.5.3 Matriz comparativa de postes metálicos para alumbrado público ......................... 32 2.3 INFORMACIÓN Y DATOS OBTENIDOS ...................................................................... 34 2.4 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN .............................................................................................. 35 2.5 CONSIDERACIONES DE DISEÑO .............................................................................. 36 2.5.1 Elementos del poste metálico abatible de acero galvanizado. ................................. 37 2.5.1.1 Poste abatible .......................................................................................................... 37 2.5.1.2 Articulación .............................................................................................................. 38 2.5.1.3 Mecanismo de Bloqueo ........................................................................................... 38 2.5.1.4 Winche manual ........................................................................................................ 38 2.5.1.5 Placa base para el montaje..................................................................................... 39 2.5.1.6 Sistema de anclaje .................................................................................................. 39 2.5.1.7 Puesta a Tierra ........................................................................................................ 39 2.5.1.8 Accesorios de montaje ............................................................................................ 40 2.5.2 Determinación de Parámetros de Diseño .................................................................. 40 vii 2.5.2.1 Condiciones climáticas en Sucre ............................................................................ 40 2.5.2.2 Características eléctricas del alumbrado público en Sucre ................................... 41 2.5.2.3 Normativas aplicables para la fabricación del poste abatible. ............................... 41 2.5.2.4 Requerimientos técnicos y particulares del poste abatible .................................... 42 2.5.2.5 Cargas sobre los postes abatibles a considerar..................................................... 43 2.5.2.6 Cálculo de cargas mecánicas sobre el poste abatible ........................................... 45 2.5.2.7 Características del recubrimiento ........................................................................... 50 CAPÍTULO III ....................................................................................................................... 52 3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................... 52 3.1 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 52 3.2 RECOMENDACIONES ................................................................................................. 52 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................... 54 ANEXOS .............................................................................................................................. 57 ANEXO A: CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL POSTE ABATIBLE .................................. ANEXO B: PLANOS DE DISEÑO DEL POSTE METÁLICO ABATIBLE................................ ANEXO C: COSTOS DE FABRICACIÓN DEL POSTE ABATIBLE METÁLICO .................... ANEXO D: EVALUACIÓN ECONÓMICA ................................................................................ ANEXO E: TABLAS Y CUADROS .......................................................................................... ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2-1: Nivel de tensión del alumbrado público Sucre. ................................................. 12 Tabla 2-2: Dimensiones recomendadas para fabricación de postes metálicos. ................ 16 Tabla 2-3: Altura de montaje recomendada para luminarias .............................................. 24 Tabla 2-4: Clases de iluminación para diferentes tipos de vías. ........................................ 25 Tabla 2-5: Criterios Admitidos según el tipo de vía ............................................................. 26 Tabla 2-6: Matriz comparativa de postes metálicos de aluminio y acero galvanizado ...... 33 Tabla 2-7: Resumen de condiciones diseño que deben cumplir en el poste. .................... 34 Tabla 2-8: Condiciones climáticas en Sucre ....................................................................... 40 Tabla 2-9: Resumen detallado de parámetros de diseño del poste abatible ..................... 43 Tabla 2-10: Requisitos de galvanizado en el poste abatible. ............................................. 51 Tabla A-1: Características técnicas del poste metálico abatible. ........................................... Tabla C-1: presupuesto del poste metálico abatible ............................................................... Tabla D-1: comparación de precios entre un poste metálico fijo con un abatible. ................. Tabla E-1: Detalle dimensiones para la fabricación del anclaje para postes metálicos. ....... viii ÍNDICE FIGURAS. Figura E-1: Esquema ilustrativo de distancias de seguridad en alumbrado público ............. Figura E-2: Luminaria vapor de sodio ..................................................................................... Figura E-3: Luminaria led ........................................................................................................ Figura E-4: Kit de luminaria autosustentable .......................................................................... Figura E-5: Luminaria solar para alumbrado publico .............................................................. Figura E-6: Disposición unilateral de luminarias..................................................................... Figura E-7: Disposición bilateral alternada de luminarias ...................................................... Figura E-8: Disposición de luminarias bilateral en posición ................................................... Figura E-9: Disposición central sencilla de luminarias ........................................................... Figura E-10: Disposición central doble de luminarias ............................................................ Figura E-11: Brazo metálico para luminaria. ........................................................................... Figura E-12: Vista isométrica de poste abatible. .................................................................... Figura E-13: Vista isométrica del poste en posición de abatimiento ...................................... Figura E-14: Vista isométrica de poste abatible parte fija ...................................................... Figura E-15: Vista isométrica de poste abatible parte móvil .................................................. Figura E-16: Vista isométrica de la articulación de poste abatible ......................................... Figura E-17: Zoom de la articulación en posición de abatimiento ......................................... Figura E-18: Zoom de la articulación en posición vertical. ..................................................... Figura E-19: Articulación y base del poste superior ............................................................... Figura E-20: Sistema de articulación ...................................................................................... Figura E-21: Articulación y punta de poste base .................................................................... Figura E-22: Punta de poste base .......................................................................................... Figura E-23: Vista lateral sistema de bloqueo poste abatible ................................................ Figura E-24: Vista isométrica sistema de bloqueo poste abatible. ........................................ Figura E-25: Ojales y winche .................................................................................................. Figura E-26: Conjunto adaptado winche y abrazadera regulable .......................................... Figura E-27: Detalle de placa base ......................................................................................... Figura E-28: Detalle de pernos de anclaje.............................................................................. Figura E-29: Cimentación de concreto ................................................................................... Figura E-30: Detalle completo de placa base, perno de anclaje y sistema de tierra ............. Figura E-31: Área de impacto del viento en un poste de alumbrado público ........................ Figura E-32: Características del acero galvanizado utilizado. ............................................... Figura E-33: Fuerza transversal aplicada ............................................................................... Figura E-34: Fuerza transversal aplicada a 8 metros de la base ........................................... Figura E-35: Resultados de la simulación por carga transversal ........................................... ix Figura E-36: Tensión de von mises ......................................................................................... Figura E-37: Primera tensión principal .................................................................................... Figura E-38: Tercera tensión principal .................................................................................... Figura E-39: Desplazamiento .................................................................................................. Figura E-40: Factor de seguridad para carga transversal ...................................................... Figura E-41: Cargas verticales que actúan sobre el poste abatible ....................................... Figura E-42: Fuerza vertical aplicada ..................................................................................... Figura E-43: Fuerza vertical aplicada en el buje de articulación ............................................ Figura E-44: Resultados de la simulación por carga vertical ................................................. Figura E-45: Tensión de von mises ......................................................................................... Figura E-46: Primera tensión principal .................................................................................... Figura E-47: Tercera tensión Principal .................................................................................... Figura E-48: Desplazamiento .................................................................................................. Figura E-49: Factor de seguridad para carga vertical ............................................................
Este trabajo de estudio se centra en el diseño de un poste metálico abatible de acero galvanizado para alumbrado público, adaptado a las condiciones y necesidades específicas de las futuras avenidas de Sucre. La propuesta busca proporcionar una solución eficiente, segura y práctica para el mantenimiento y operación del alumbrado público, facilitando la instalación o reemplazo de luminarias a largo plazo, siempre y cuando el cableado eléctrico del sistema de alumbrado público sea subterráneo o con luminarias autosustentables. Para el desarrollo de este proyecto se utilizó una metodología mixta que combina investigación documental, análisis de campo y diseño técnico. La investigación documental incluye la revisión de estudios previos, normativas vigentes y tecnologías disponibles en el mercado. El análisis de campo, en la evaluación de las condiciones actuales de la infraestructura de alumbrado en Sucre, identificando las necesidades específicas. Finalmente, el diseño técnico se enfoca en la creación de un prototipo de poste metálico abatible, considerando aspectos de ingeniería, materiales y costos. La implementación del poste metálico abatible para el alumbrado público en Sucre mejorará significativamente la eficiencia y seguridad del mantenimiento de la iluminación urbana, estos postes permiten un acceso fácil y seguro a las luminarias, reduciendo el uso de grúas, plataformas elevadoras y los riesgos asociados al mantenimiento en altura. Ofrecen una mayor durabilidad y resistencia a las condiciones climáticas adversas, lo que contribuye a una vida útil más larga del sistema de alumbrado, esto se alinea con los objetivos de sostenibilidad y modernización urbana de Sucre. Finalmente, el diseño de poste metálico abatible reducirá los costos operativos y de mantenimiento a largo plazo. Al eliminar la necesidad usar de grúas y otros equipos especializados, se disminuirán los gastos y se incrementará la eficiencia del proceso de mantenimiento.