ESTRUCTURA Y PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE TORRES DE HORMIGON PARA TURBINAS EOLICAS.

Estructura y de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas,

donde dichas torres se encuentran formadas por tramos (4) pueden a su vez estar compuestos cada uno de un número diferentes de dovelas (1), o sectores longitudinales. El procedimiento comprende dos ciclos diferenciados, que pueden desarrollarse paralelos: de premontaje de cada tramo de torre y de montaje de mismos. Los tramos se pueden pre-montar sobre unas bases (5) colocadas sobre el suelo, siendo a su vez las dovelas colocadas con ayuda de puntales (2) y de gatos (3) mecánicos. Con este procedimiento se logra una gran versatilidad en el aprovechamiento logístico de los recursos materiales y de los tiempos necesarios de montaje, al poderse desarrollar en paralelo los procesos de montaje de cada tramo en las diferentes torres de un parque eólico, permitiendo a su vez alcanzar alturas superiores a las tradicionales

Estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas.

La presente invención, estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, se refiere a un original y novedosa estructura y su procedimiento de montaje asociado, para la construcción de torres de aerogeneradores, en parques eólicos.

Por esto, la presente invención será de especial interés para el sector de la industria suministradora de aerogeneradores para aprovechamiento de la energía eólica y para el sector de la industria de la construcción relacionado con obra civil de este tipo de instalaciones.

La estructura y procedimiento objeto de la presente invención, supone un avance respecto a lo conocido hasta el momento en el Estado de la Técnica, si bien se basa en determinadas invenciones desarrolladas por el mismo titular en un proceso de innovación continua en el campo al que se refiere el objeto de la presente invención.

Por otra parte, ésta permite el desarrollo de manera viable económica y técnicamente de grandes torres de hormigón, pudiendo superar en altura a las tradicionalmente empleadas de acero y superando determinados problemas estructurales, en especial de vibraciones y de fatiga que están suponiendo el principal obstáculo al desarrollo en altura de los aerogeneradores comercialmente instalados en la actualidad.

En la actualidad es bien conocido el desarrollo de la energía eólica a nivel mundial y en especial en determinados países europeos entre los que destacan Alemania, España y Dinamarca.

Tras más de una década de considerable avance tecnológico en el desarrollo de aerogeneradores desde decenas de kW hasta MW en la actualidad, se ha venido poniendo de manifiesto la necesidad de ir a máquinas con rotores de mayor diámetro (de 90 metros en la actualidad) y a mayor altura de buje, superando ésta los cien metros. Esta evolución requiere el desarrollo de tecnologías que permitan la construcción, de manera viable en costos y tiempos, de torres progresivamente de mayor altura.

En este proceso de avance del Estado de la Técnica, cabe citar como referencia las siguientes tres invenciones del propio titular de la presente invención, al tratarse de invenciones pertenecientes al mismo campo de la técnica.

Así, el Modelo de Utilidad U200502266 "Molde perfeccionado para la ejecución de elementos de hormigón prefabricado para la construcción de torres modulares para turbinas eólicas", es una invención que consiste en un encofrado metálico, de PVC, fibra de vidrio, o cualquier otro material, necesario para poder fabricar elementos de geometría complicada con tolerancias estrictas, necesarios para la fabricación de torres dentro del mismo campo de aplicación que el de la presente invención. En esta se resuelven satisfactoriamente determinados problemas asociados a la producción mediante prefabricados de hormigón de elementos para la construcción de torres modulares para turbinas eólicas.

Por otra parte, el Modelo de Utilidad U200501400 "Estructura perfeccionada de juntas entre placas de torres modulares para turbinas eólicas y otras aplicaciones", consiste en una novedosa y original estructura de unión entre las placas que constituyen las antes referidas torres de soporte de turbinas generadoras de energía eléctrica.

Finalmente, la también invención española, que se refiere a este mismo campo de la técnica, descrita en el Modelo de Utilidad U200402304, "Estructura perfeccionada de torre modular para turbinas eólicas y otras aplicaciones", constituye otra invención del mismo titular en la que se reivindica la división de la torre en tramos limitados por juntas horizontales y la división de cada tramo de torre en diferentes elementos prefabricados, denominados dovelas, a modo de porciones, de manera que se alcancen unas dimensiones y pesos que permitan su fácil transporte desde fábrica hasta el parque eólico. En esta técnica se considera la unión de los distintos elementos estructurales, mediante conexiones armadas o pretensadas. Todo ello implica la necesidad de resolver la unión entre dichos elementos, de manera que se resuelvan problemas de resistencia y de deformaciones asociadas a las referidas uniones de diferentes materiales, en situación donde se requieren especiales características de estanqueidad y resistencia mecánica.

No obstante y pese al avance alcanzado en el Estado de la Técnica, por las anteriores invenciones, para alcanzar el objetivo de realizar estructuras de torres de hormigón mediante piezas prefabricadas y montadas en el emplazamiento final, que permitan alcanzar unas prestaciones superiores a la tecnología conocida y empleada en la actualidad en el Estado de la Técnica, resulta necesario idear una estructura y procedimiento que permita su realización de manera viable, en cuanto a resistencia mecánica resultante así como a costes y tiempos de ejecución, siendo este el objeto de la presente invención.

Así, la estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, que constituye el objeto de la presente invención y que se describe a continuación, consiste en un proceso de montaje de torres de hormigón constituido por distintas etapas o fases, que pueden ir desarrollándose de manera paralela en el tiempo entre las distintas torres de un parque eólico, comprendiendo actividades de montaje y premontaje de los tramos de cada torre de un aerogenerador en el que cada tramo de la estructura de las torres podrá estar compuesta de un numero diferente de dovelas, o sectores longitudinales, en función de la situación del tramo en la altura de la torre. Este proceso comprende dos ciclos diferenciados, de premontaje de cada tramo de torre y de montaje de los mismos, comprendiendo el ciclo de premontaje, para cada tramo, un proceso dividido en las siguientes fases, para cada tramo compuesto por distintas dovelas: una fase para el transporte y montaje de cada dovela, teniendo por tanto tantas fases como número de dovelas, seguido de una última fase de relleno de las juntas verticales de cada tramo.

Asimismo, el referido ciclo de premontaje se puede realizar, para el primer tramo de la torre del aerogenerador, directamente en el emplazamiento definitivo sobre la zapata o cimentación del aerogenerador, mientras que los otros tramos intermedios se premontan sobre unas bases de montaje, que se colocan en el suelo sobre la zona de plataformas previstas en la proximidad a la zapata de cada aerogenerador o sobre la propia zapata, siendo colocadas las dovelas en su posición con la ayuda de unos puntales de arriostramiento y estabilidad.

Por otra parte, el ciclo de Montaje, se inicia a continuación del primer ciclo de premontaje, en un mismo aerogenerador, y viene a consistir en la colocación de cada tramo sobre el anterior, mediante izado, con la ayuda de grúa y encaje en el sistema de unión de cada tramo.

Además, el ciclo de Premontaje del primer tramo comprende al menos las siguientes etapas, para el caso de que conste de cuatro dovelas:

- Verificación de la geometría, nivelación e implementos de la cimentación y colocación previa de las placas de nivelación con el espesor pre-ajustado para lograr la horizontalidad del apoyo de la pieza.

- Enganche de la primera dovela, provista de puntal, en los pernos de izado de coronación a la grúa de montaje y en los pernos inferiores a otra grúa de retenida o con un segundo polipasto de la grúa de montaje.

- Volteado de la dovela en el aire cuidando que las barras salientes inferiores (de anclaje a la zapata) no tropiecen y no se dañen o doblen. Una vez alcanzada la posición vertical, colocación de la dovela en la vertical de su emplazamiento definitivo.

- Descenso de la dovela introduciendo las barras de conexión en las vainas. Ajuste del extremo del puntal en la placa perforada de la cimentación.

- Comprobación de la posición de la dovela. Ajuste actuando sobre la regulación del puntal o con la grúa, y liberación de la grúa.

- Repetición de la operación con la dovela diametralmente opuesta.

- Montaje de la 3ª dovela, sin puntal, uniéndose a las dos dovelas ya colocadas mediante gatos mecánicos situados en las juntas verticales a diferentes cotas de altura. Comprobación de la abertura de las juntas verticales en toda su altura. Comprobación de la posición de la dovela y liberación de la grúa.

- Montaje...

1. Estructura de torre de hormigón para turbinas eólicas, que comprendiendo varios tramos de hormigón (4) acoplados sucesivamente en vertical desde una zapata o emplazamiento apropiado, hasta completar superiormente la propia estructura de la torre, se caracteriza porque cada tramo (4) está formado por una pluralidad de dovelas de hormigón (1) acopladas colateralmente entre si, con la colaboración de gatos (3) de unión entre dovelas (1) y de puntales (2) arriostramiento y estabilización previstos en determinadas dovelas (1), siendo dichos gatos (3) y puntales (2) retirables una vez constituido el correspondiente tramo (4); habiéndose previsto que cada dovela (1) cuente en su coronación y en su parte inferior con pernos (10 y 13) de izado y enganche, respectivamente, así como vainas (11) en su coronación para introducción de barras salientes (9) previstas en la parte inferior, con la particularidad de que en el acoplamiento colateral entre dovelas (1) se determinan juntas verticales (8), mientras que en el acoplamiento en vertical entre tramos (4) se determinan juntas horizontales (15).

2. Estructura de torre de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicación 1, caracterizada porque se incluye una base de apoyo (5) sobre el suelo para el montaje de los módulos (4) formados por las correspondientes dovelas (1).

3. Estructura de torre de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sobre la base de apoyo (5) se incluye un emisor (16) de rayo láser vertical (19), mientras que en una estructura ligera superior se incluye una diana (17), para el posicionado correcto de las dovelas (1) sobre la propia base de apoyo (5).

4. Estructura de torre de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicación 1, caracterizada porque el puntal de arriostramiento y estabilidad (2) es regulable en longitud, permitiendo ajustar su extremo sobre la correspondiente placa perforada de la cimentación.

5. Estructura de torre de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el caso de juntas horizontales, se incluye un sistema de unión mediante varias barras con relleno de mortero sin retracción, incluyendo las vainas (11) embocaduras ampliadas para facilitar la recepción del vertido del mortero, estando el encofrado exterior de la junta horizontal realizado con un perfil de espuma autoadhesivo, tangente al borde exterior de la superficie de coronación del tramo inferior, mientras que el encofrado inferior está realizado mediante un perfil en "L", tubular, en "U", etc, de 5 cm de altura aproximadamente, situado sobre la superficie de coronación del tramo inferior, a 5 cm aproximadamente, hacia el interior de la superficie interior del tramo superior.

6. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, que incluye distintas etapas o fases que pueden ir desarrollándose de manera paralela en el tiempo entre las distintas torres de un parque eólico, comprendiendo actividades de montaje y premontaje de los tramos de cada torre, pudiendo éstos estar constituidos por diferente número de dovelas, en función de su posición en la altura de la torre, caracterizado porque comprende dos ciclos diferenciados, que pueden desarrollarse paralelos: uno de premontaje de cada tramo de torre y otro de montaje de dichos tramos, comprendiendo el ciclo de premontaje un proceso que, para cada tramo compuesto por distintas dovelas incluye: una fase para el transporte y montaje de cada dovela, teniendo tantas fases como número de dovelas en cada tramo, seguida de una fase de relleno de las juntas verticales de cada tramo, mientras que el ciclo de montaje incluye un proceso de colocación de los tramos premontados, unos sobre otros, hasta la formación completa de la torre.

7. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicación 6, caracterizado porque el ciclo de premontaje se puede realizar, para el primer tramo de la torre, directamente sobre la zapata o cimentación correspondiente, mientras que los tramos intermedios se premontan sobre unas bases de montaje que se colocan en el suelo sobre la zona de plataformas previstas en la proximidad a la zapata o sobre la propia zapata, siendo colocadas las dovelas en su posición con ayuda de puntales de arriostramiento y estabilidad, así como unos gatos de unión a lo largo de las juntas verticales.

8. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque el ciclo de montaje se inicia después del ciclo de premontaje, consistiendo en la colocación de cada tramo, mediante izado, con la ayuda de grúa, y ajuste del sistema de unión de las juntas horizontales, encajando unos salientes determinantes de una armadura pasiva del tramo superior en correspondientes vainas establecidas en la coronación del tramo inferior.

9. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el último tramo es susceptible de venir premontado de fábrica, realizando su montaje sobre el anterior directamente desde el vehículo de transporte, sin acople previo, procediéndose al volteo de dicho tramo desde la posición horizontal a la vertical, realizando el enganche en el extremo inferior y abrazando el perímetro del tramo mediante una cinta de nylon o similar fijada al borde inferior del tramo.

10. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque los ciclos de premontaje y montaje culminan con la ejecución de las juntas verticales u horizontales mediante el oportuno vertido de mortero sin retracción, consiguiéndose junto con las correspondientes armaduras, un monolitismo del conjunto de la torre, haciendo efectiva la unión entre si de las diferentes dovelas y tramos.

11. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque se efectúa la comprobación de la posición correcta de las dovelas en el premontaje y de los tramos en el montaje.

12. Procedimiento de montaje de torres de hormigón para turbinas eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque se realiza una estabilidad provisional de las primeras dovelas en el premontaje de cada tramo, con la colaboración de puntales regulables en su longitud.