Apoyos. tipos y características. tirantes y tornapuntas

1.7 Apoyos. tipos y características. tirantes y tornapuntas

Los apoyos son estructuras verticales que sustentan los conductores, aisladores y demás componentes de redes aéreas de distribución en baja tensión. Representan uno de los mayores costos de capital en una red aérea (aproximadamente 35-45% del costo total) y su integridad estructural es condición sine qua non para la seguridad y continuidad de servicio. El apoyo debe resistir no solo las cargas verticales (peso del conductor, aisladores, accesorios) sino también cargas horizontales (viento, cambios de dirección de línea) y eventuales sobrecargas transitorias (rotura de conductor en tramo adyacente que desbalancean la carga). En España, conforme a la norma UNE-EN 50341-1, todos los apoyos deben diseñarse con coeficiente de seguridad estructural mínimo de 2,5 frente a carga combinada de peso más viento máximo probable.

Tipos de apoyos según material y forma

Los apoyos para baja tensión pueden ser de madera, hormigón o metal (acero galvanizado, raramente aluminio). La madera, particularmente pino o eucalipto tratados con sustancias conservantes (creosota o pentaclorofenol), ha sido históricamente el standard en España por economía. Un poste de madera de 11 metros, diámetro 25-30 cm, tratado adecuadamente, cuesta 400-600 euros y tiene vida útil de 30-40 años si el tratamiento de conservación se mantiene (pintado cada 5-7 años). Sin embargo, presenta vulnerabilidad ante insectos de madera (carcomas), hongos, y degradación por humedad en zonas costeras; además, es sensible a daños accidentales (vehículos de construcción, rotura accidental).

Los apoyos de hormigón armado (H.A.) son cada vez más frecuentes en nuevas instalaciones. Están fabricados en taller bajo estricto control de calidad, transportados e hincados in situ mediante máquinas especializadas. Un poste H.A. de 11 metros, sección cuadrada o redonda, capacidad de carga 200-300 kg/m de vano, cuesta 800-1.200 euros pero tiene vida útil de 60+ años sin mantenimiento alguno. El principal inconveniente es mayor peso (800-1.200 kg para poste de 11 m) que complica transporte y hincado en terrenos muy duros o rocosos.

Los apoyos metálicos (acero galvanizado) se utilizan en situaciones especiales: vanos excepcionales (50+ metros), requerimientos de resistencia mecánica extrema, o contextos donde impacto visual es secundario (zonas industriales). Un poste tubular de acero de 10 metros, 200 mm de diámetro, galvanizado, cuesta 1.500-2.000 euros. Ofrecen máxima resistencia y menor peso, pero exigen inspección anticorrosión más frecuente (cada 5 años en zonas costeras).

Dimensiones y características técnicas de apoyos

La altura de apoyo se elige según necesidad de despejamiento de zona de seguridad alrededor de conductores. En zonas agrícolas, altura de 10-11 metros es típica (despejo de 6 m desde suelo hasta conductor más bajo, considerando 4-5 m de apoyo sobre terreno y 0,5-1 m de cimentación). En zonas urbanas con edificios, puede ser necesario 12-13 metros. En zonas rurales con vados ocasionales de agua, 13-14 metros. En rutas de montaña con nieve, 15+ metros. Existen normas de especificación por comunidad autónoma; en Andalucía y zona este (clima seco), 11 m es standard; en zonas de montaña (Pirineos, Sistema Central), 12-13 m es más frecuente.

La capacidad de carga de un apoyo se expresa como carga máxima de rotura (expresada en kg en el extremo superior del apoyo). Un poste de madera típico soporta 500-700 kg. Un poste de hormigón similar, 800-1.200 kg. Esta carga es fija, independientemente del vano o número de conductores; el vano se dimensiona calculando carga total en ese tramo y asegurando que carga máxima no exceda capacidad del apoyo. Para vano de 50 m con tres fases de conductor ACSR de 70 mm² (peso 0,43 kg/m), más neutro 16 mm² (peso 0,15 kg/m), peso total = (3×50×0,43) + (50×0,15) = 64,5 + 7,5 = 72 kg por tramo. Este valor requiere apoyo de capacidad mínimo 700-800 kg (coeficiente de seguridad 10×).

Cimentación y hincado de apoyos

La cimentación asegura que el apoyo no se inclina ni se hunde bajo cargas. Existen dos sistemas principales: (1) Hincado directo en terreno: el apoyo, con punta acusada, se clava en terreno mediante máquina percusora. Requiere terreno compacto sin rocas grandes; es rápido (10-15 minutos por apoyo) pero limitado a terrenos apropiados. (2) Cimentación en pozo: se excava pozo de 1,2-2 metros, se instala apoyo con hormigonado alrededor. Requiere 30-60 minutos por apoyo pero funciona en cualquier tipo de terreno. En zonas urbanas donde impacto visual es crítico, se utilizan pozos de poca profundidad (0,8-1 m) con maceta de hormigón que rellenan después con tierra y pasto.

La profundidad de cimentación responde a criterio de no menos de 1/3 de altura de apoyo: un poste de 11 m requiere cimentación mínimo 1,2 m (mejor 1,5 m). En terreno muy blando (suelo arcilloso saturado), puede requerirse 2,5-3 m, o sistemas especiales de platilla o pilotaje. En roca, 0,8-1 m es suficiente tras limpieza de superficie de roca.

Tirantes y tornapuntas: refuerzo estructural

En puntos donde la red cambia dirección (ángulos mayores a 30°), puntos finales de línea, o donde cargas son asimétricas (un solo circuito mientras el lado opuesto no tiene conductor), la carga horizontal sobre el apoyo se vuelve significativa. Un ángulo de 90° (cambio de dirección rectangular) genera componente transversal que puede ser 70% de la carga longitudinal. Para resistir esto sin aumentar capacidad del apoyo principal (lo que encarecería), se utilizan sistemas de refuerzo: tirantes y tornapuntas.

Los tirantes son cables de acero de 12-16 mm de diámetro, anclados al apoyo a altura media (típicamente 6-7 metros para poste de 11 m) y tensados hacia tierra en dirección opuesta a la carga (ángulo de 45-60° con horizontal). El cable se sujeta al apoyo mediante grapa especial de acero galvanizado y se ancla al terreno mediante platilla de hormigón o perno de anclaje. La tensión del tirante se ajusta mediante tensor de tornillo, típicamente 2-5 toneladas de pretensión iniciales. Un tirante bien dimensionado puede aumentar capacidad de retensión de un apoyo de simple a doble (500 kg a 1.000 kg eficaz).

Las tornapuntas son piezas rígidas (barras de acero, tubos, o perfiles de hierro) que conectan el apoyo principal con apoyos auxiliares posicionados en ángulo (típicamente 30-45° respecto vertical). Ofrecen resistencia similar a tirantes pero con la ventaja de no requerir anclaje en tierra (comparten carga con apoyo auxiliar). Sin embargo, requieren un apoyo adicional, aumentando costo. Se utilizan en zonas urbanas donde anclaje en tierra es difícil (tuberías, tuberías de saneamiento, u objetos especiales bajo suelo), o cuando cambio de dirección es muy severo (ángulo mayor a 120°).

Materiales y especificaciones de tirantes

Los cables de acero para tirantes son típicamente de construcción 6×19 o 8×19 (número de alambres y hebras), galvanizados en caliente conforme UNE-EN 12385-3. La resistencia a rotura de cable de 12 mm diámetro es aproximadamente 6 toneladas. El factor de seguridad para tensión de trabajo es 3, limitando tensión máxima de operación a 2 toneladas. El anclaje se realiza mediante platilla de hormigón armado de 0,4×0,4×0,4 metros (aproximadamente 300 kg), hincada o fundida en terreno a profundidad de 0,8-1 m. El precio de un conjunto completo de tirante (cable, grapas, platilla, tensor) es típicamente 150-250 euros.

Mantenimiento de apoyos y accesorios

El mantenimiento preventivo de apoyos incluye inspecciones visuales anuales (detectar grietas en hormigón, astillas en madera, corrosión en acero), y actuaciones según tipo: (1) Apoyos de madera: repintado cada 5-7 años con pintura de conservación, tratamiento de grietas y picaduras de insectos. (2) Apoyos H.A.: inspección de grietas (micro-grietas <0,2 mm son normales, <1 mm es aceptable, >1 mm requiere evaluación y posible refuerzo). (3) Apoyos metálicos: inspección anual de corrosión, especialmente en uniones soldadas, y repintado cada 10 años. Tirantes: revisión anual de tensión (debe estar entre 2-4 toneladas), inspección de grapas y anclaje, y reemplazo completo cada 25-30 años.

Caso práctico: especificación de apoyos en línea con cambio de dirección en zona urbana

Línea de alumbrado público en casco histórico con calles serpenteantes. Tramo recto 200 m (15 apoyos espaciados 50 m) con tensión lineal equilibrada, requiere apoyos simples H.A. de 11 m, capacidad 800 kg, costo 1.000 euros cada uno = 15.000 euros. Punto de ángulo de 90° con cambio de dirección: requiere refuerzo de tirante (carga transversal estimada 600-700 kg) + apoyo de mayor capacidad (1.000-1.200 kg) o apoyo normal más tirante. Opción A: apoyo de mayor capacidad (1.200 kg, costo +200 euros) = 1.200 euros total. Opción B: apoyo estándar (1.000 euros) + tirante (250 euros) = 1.250 euros total. Opción B es ligeramente menos costosa y más flexible (permite ajuste de tensión de tirante para equilibrio futuro). Tramo siguiente 150 m (10 apoyos) retorna a condiciones simples, similares al primer tramo. Presupuesto total apoyos: 15.000 + 1.250 + 10.000 = 26.250 euros para 26 apoyos (media 1.009 euros/apoyo).

Ideas clave

• Los apoyos sustentan conductores, aisladores y accesorios, siendo 35-45% del costo capital de red aérea
• Tipos principales: madera (económica, 30-40 años vida útil, mantenimiento frecuente), hormigón armado (robusto, 60+ años, sin mantenimiento), acero galvanizado (máxima resistencia, requiere inspección anticorrosión)
• Altura típica 10-13 metros según zona; capacidad de carga fija (500-1.200 kg) se dimensiona según vano y peso total de conductores
• La cimentación requiere profundidad mínimo 1/3 de altura del apoyo, mediante hincado directo o pozo de cimentación según terreno
• Los tirantes son cables de acero (12-16 mm) anclados a platillas de hormigón, resistencia ~2 toneladas, usados en ángulos >30° o puntos finales
• Las tornapuntas son piezas rígidas entre apoyos principales y auxiliares, útiles donde anclaje en tierra no es posible; ambos sistemas aumentan capacidad de retensión del 50-100%