Analisis de falla de una grapa conica

ANALISIS DE FALLA DE LA GRAPA CONICA
El sistema de red de distribución de baja tensión ha sido instalado hace aproximadamente 3 años para una proyección de servicio estimado de 20 años.
Para este sistema se han utilizado grapas cónicas de fin de línea para los anclajes en fin de línea, cuellos muertos y vanos flojos en poste de 9 m y de 11 m.Fig. 1 - Características técnicas de la grapa de cónica

Fig. 2 - Características de trabajo de la grapa cónica
En servicio, la grapa sostiene un conductor autoportante de 3 x 35 + NA25 mm2 y 3x50 + NA35 mm2.
No se tiene indicios de algún tipo de protección anticorrosiva de la grapa a pesar de que la zona de influencia presenta un ambiente altamente corrosivo.
Estos elementospor trabajar energizados, no se intervienen salvo una vez al año para inspección y limpieza.
En tres años desde que entró en operación, la ferretería de las estructuras y el cable de acero de la retenida, han sufrido alto grado de corrosión. Así mismo ya se han tenido ocurrencia de rotura de grapas similares.
La ingeniería de detalle del sistema en evaluación, indica que las estructuras tipoanclaje (poste con grapa de anclaje), deben tener grapas de otro tipo, con al menos 20KN, es por esto que se especificó una grapa del tipo cuña de aleación de aluminio resistente a la corrosión, para autoportante de aleación de aluminio, la mandíbula será de PVC anti UV y el estribo de acero galvanizado en caliente; tendrán, como mínimo, 15 kN de resistencia a la tracción y 10 kN de resistencia aldeslizamiento, sin embargo la grapa en evaluación si posee 15 KN según el catálogo del fabricante (ver anexo N°1)






Fig. 3 - Grapa fracturada en poste Fig. 4 - muestra de la grapa fracturada
1. Identificar el (los) mecanismo(s) de falla, por el aspecto de la fractura. Mostrar la referencia bibliográfica que les ha servidopara ello. Citar la fuente y la figura con la que han comparado la fractura del componente que están analizando.
Según antecedentes de otros sistemas, el tipo de grapa fallada habría sido recomendada para uso, en el diseño de una línea de distribución eléctrica de menor tensión y tamaño de conductor (380/220 V con conductores de 50mm2). Fig. 3 y 4.





Fig. 5 -Grapa fracturada en poste Fig. 6 - Red Secundaria expuesta a polución
Todas las redes secundarias de la zona de trabajo están expuestas a constante polución y vientos, la zona es bastante salitrosa, ya que por la zona se tiene una mina de sal, también se suma a esto la humedad en épocas de invierno que por el ambiente salino se impregnan en los metales provocando lacorrosión, en el caso de la grapa comienza a debilitarse y posteriormente se quiebran provocando la caída de los conductores eléctricos. (Fig. 8)




Fractura de adentro
hacia afuera


Fig. 7 – Fractura Fragil Fig. 8 – zona fracturada
La primera inspección visual de la grapa fracturada (ver figs. 7 y8), indica una fractura de tipo frágil, de adentro hacia afuera, en una sección reducida de la zona de ajuste, producido de manera abrupta, dado el corte recto de la fractura.
Es notorio el deterioro corrosivo de la grapa y de los elementos que acoplan con ella, también hay rastros de polvo adherido en diversas partes de la grapa.
De acuerdo a los datos del fabricante, el cuerpo de la grapa yel sujetador son de aleación de aluminio y el sujetador o herraje son de fierro galvanizado. Para realizar esta primera comprobación se utilizó la prueba del imán donde se pudieron verificar propiedades ferromagnéticas sólo en el sujetador o herraje.
Estos procesos corrosivos de tipo generalizado son típicos, en estos sistemas donde se combinan los efectos producidos por el contacto entre...