PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE CIMENTACIONES DE AEROGENERADORES.

Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores.

Constituido por una primera etapa en la que se efectúa un análisis de desperfectos. Una segunda etapa donde se realizan perforaciones hasta alcanzar la brida de acero inferior del fuste y que interesan las fisuras radiales de la cimentación. Una tercera etapa en la que se colocan unos obturadores en la boca de las perforaciones y se procede a la inyección de resina de alta o media viscosidad y una cuarta etapa en la que se coloca una faja de acero tensada por un gato y fijada mediante barras roscadas de alta resistencia

Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores.

La presente invención se refiere a un sistema de análisis de patologías y reparación de cimentaciones de aerogeneradores, con la que se consigue un resultado más efectivo y duradero de lo que actualmente se conoce, prolongado la vida útil del aerogenerador.

El crecimiento mundial del número y tamaño de los aerogeneradores ha originado que se construyan e instalen turbinas cada vez más altas y pesadas que requieren importantes bases de cimentación de hormigón armado. El crecimiento está siendo tan rápido que no se ha podido ratificar con experimentos reales la validez de las hipótesis de diseño de estas cimentaciones, antes de seguir construyendo más. La consecuencia es que en estos momentos se empieza a comprobar que los movimientos de los fustes de las turbinas, como consecuencia de la presión del viento, son en muchos casos, muy superiores a los admisibles, provocando desperfectos en el hormigón de las cimentaciones.

La presente invención propone un procedimiento efectivo y específicamente dedicado a la función en cuestión, que de lugar a un sistema de reparación de la cimentación de aerogeneradores de sencilla ejecución, con bajo coste y resultados técnicamente apreciables. Las características de este sistema ofrecen al estado de la técnica una realización novedosa, simple, sencilla y de ejecución altamente económica frente a otras alternativas tradicionales como puede ser la reposición de las cimentaciones afectadas o el zunchado con vigas perimetrales de hormigón armado.

Tiene su campo de aplicación dentro de la industria de la construcción y singularmente en el marco de la industria auxiliar de mantenimiento de grandes estructuras, más concretamente en la reparación y rehabilitación de estructuras de hormigón en masa o armado.

No se conoce en este sector de la industria ningún procedimiento ni dispositivo con aplicación directa para resolver de una forma específica la problemática que soluciona la presente invención. Así la carencia de un sistema que aporte al estado de la técnica las novedosas soluciones propuestas, presenta ante esta invención los siguientes inconvenientes:

Los modelos conocidos están basados en la ejecución de unas vigas circulares fuertemente armadas que actúan de zunchos de las cimentaciones, también circulares y de hormigón armado afectadas, propensas al deterioro por la vibración y oscilación del fuste, la fisuración del hormigón armado se viene tratando por vertido o inyección de resinas muy fluidas a baja presión, que consiguen, en el mejor de los casos, un mero sellado superficial. Este procedimiento no consigue solucionar el problema, ya que es poco duradero y no monolitiza el interior de la base del aerogenerador. El coste de este procedimiento habitual es muy elevado. El empleo del hormigón en la reparación de la viga de zunchado obliga a mantener el aerogenerador parado durante muchos días, lo que representa un lucro cesante en la explotación, inasumible por la empresa explotadora de las turbinas.

Frente a los inconvenientes descritos, la presente invención aporta al estado de la técnica unas soluciones novedosas, sencillas, rápidas y de fácil ejecución, que dan como resultado las siguientes ventajas:

La fisuración del hormigón armado se trata mediante medios que inyectan en todas las fisuras, interiores y exteriores, materiales sintéticos, inertes y elásticos, que no tienen envejecimiento por lo que la longevidad de la base se prolonga significativamente más que con los procedimientos habituales. Este procedimiento consigue solucionar el problema, ya que es muy duradero y monolitiza el interior de la base del aerogenerador. El coste de este procedimiento es menor que los procedimientos habituales dada su sencillez, rapidez y durabilidad. Su ejecución es muy rápida, por lo que el tiempo de parada de la explotación es mínimo, haciendo así más rentable la explotación. Las cimentaciones reparadas por el procedimiento propuesto reduce hasta un 98% el movimiento de los fustes de sus emplazamientos originales.

Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de la técnica actual.

Así, el procedimiento propuesto por la presente invención se constituye a partir de las cuatro etapas siguientes:

Primera etapa: Análisis matemático de calculo basado en los principios de la elasticidad plana, que representa el comportamiento tensional de la cimentación cuando se le somete a las cargas y acciones de proyecto en función de los movimientos sufridos en la base del aerogenerador provocados por las tensiones soportadas por el fuste, así mismo se analiza el estado del hormigón, las fisuras producidas y la ubicación de éstas, lo que lleva a una valoración de los desperfectos.

Segunda etapa: Se realizan perforaciones en el hormigón hasta alcanzar la brida de acero inferior del fuste embebido en el hormigón. También se realizan otras perforaciones que interesan las fisuras radiales de la cimentación.

Tercera etapa: En el exterior de las perforaciones se colocan unos obturadores constituidos por tubos de acero que entran a presión en la perforación, en cuyo interior están acoplados unos manguitos de caucho, que mediante un juego de tuercas y arandelas originan, al apretar las tuercas, una expansión radial que cierran los taladros de forma hermética, finalizando su colocación mediante una llave de bola, por donde se procede a inyectar resinas de alta o media viscosidad a presiones de hasta 600 K/cm², Esta inyección tiene por objeto rellenar todos los huecos, grietas y fisuras que se hayan producido, así como regenerar el hormigón fracturado. Durante este proceso de inyección se controlan los posibles movimientos del fuste y de la virola del aerogenerador.

Cuarta etapa: Una vez consolidado el hormigón se realizan unos cálculos estructurales para determinar el valor de la fuerza de tesado necesaria en función de los movimientos detectados en el aerogenerador, geometría de la cimentación en el pedestal, virola y zapata y las cargas transmitidas por el aerogenerador a su cimiento. Conocido el valor de las presiones necesarias a transmitir entre el zuncho activo y el pedestal se dimensiona una faja que rodea toda la base con el objeto de constreñir al macizo de hormigón para evitar que se abra, como consecuencia de las tracciones que produce el movimiento del fuste del aerogenerador, de medidas adecuadas, fabricado con pletina de acero o laminado de fibra de carbono, que tiene acoplada en un extremo, una primera placa que se fija al hormigón, mediante adhesivo epoxi y anclaje mecánico y el otro extremo de la faja acopla también una segunda placa, sin fijar al hormigón, que permite el desplazamiento y tesado del material. Ambas placas están fabricadas en acero y cuentan con enganche para un gato hidráulico, el cual tira del extremo libre de la faja hasta darle la tensión que recomiendan los cálculos. El gato tira de la segunda placa con la fuerza obtenida de los cálculos, hasta llevarla a su sitio correcto. En ese momento, entre ambas placas se colocan unas barras roscadas de alta resistencia, pudiendo procederse a retirar el gato. Finalmente se procede al anclado mecánico de este extremo al hormigón, mediante tacos y tornillos. De esta forma se logra un tesado sobre la cimentación que compensa las tracciones que dan lugar a los fallos y desperfectos.

El producto conseguido por el procedimiento propuesto está constituido por una base que sostiene el fuste de un aerogenerador que después de sufrir un deterioro debido a las oscilaciones del fuste del aerogenerador queda reparada y reforzada mediante perforaciones en el hormigón hasta alcanzar la brida de acero inferior del fuste embebido en el hormigón y que también interesan las fisuras radiales de la cimentación. Inyectando resina de alta o media viscosidad con presiones de hasta 600 Kg/cm², tapando las bocas de las perforaciones con obturadores provistos de llaves de bolas. Una vez consolidado el hormigón y después de realizar unos cálculos estructurales para determinar el valor de la fuerza de tesado necesaria en función de los movimientos detectados en el aerogenerador, geometría de la cimentación en el pedestal, virola y zapata y las cargas transmitidas por el aerogenerador a su cimiento se dimensiona una faja que rodea toda la base con el objeto de constreñir al macizo de hormigón para evitar que se abra, de medidas adecuadas, fabricado...

1. Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores constituido a partir de que en una primera etapa se realiza un análisis matemático de calculo basado en los principios de la elasticidad plana, que representa el comportamiento tensional de la cimentación cuando se le somete a las cargas y acciones de proyecto en función de los movimientos sufridos en la base del aerogenerador provocados por las tensiones soportadas por el fuste, así mismo se analiza el estado del hormigón, las fisuras producidas y la ubicación de éstas, lo que lleva a una valoración de los desperfectos que va a determinar la cantidad, dirección y longitud de las perforaciones efectuadas en una segunda etapa, caracterizado porque en la segunda etapa se realizan perforaciones en el hormigón hasta alcanzar la brida de acero inferior del fuste embebido en el hormigón. También se realizan otras perforaciones que interesan las fisuras radiales de la cimentación.

2. Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores según reivindicación 1, caracterizado porque en una tercera etapa en el exterior de las perforaciones se colocan unos obturadores constituidos por tubos de acero que entran a presión en la perforación, en cuyo interior están acoplados unos manguitos de caucho, que mediante un juego de tuercas y arandelas originan, al apretar las tuercas, una expansión radial que cierran los taladros de forma hermética, finalizando su colocación mediante una llave de bola, por donde se procede a inyectar resinas de alta o media viscosidad a presiones de hasta 600 K/cm², rellenando los huecos, grietas y fisuras que se hayan producido, así como regenerar el hormigón fracturado.

3. Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque durante el proceso de inyección se controlan los posibles movimientos del fuste y de la virola del aerogenerador.

4. Procedimiento de reparación de cimentaciones de aerogeneradores según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una vez conocido el valor de las presiones necesarias a transmitir entre el zuncho activo y el pedestal se dimensiona una faja que rodea toda la base con el objeto de constreñir el macizo de hormigón para evitar que se abra, como consecuencia de las tracciones que produce el movimiento del fuste del aerogenerador, de medidas adecuadas, fabricado con pletina de acero o laminado de fibra de carbono, que tiene acoplada en un extremo, una primera placa que se fija al hormigón, mediante adhesivo epoxi y anclaje mecánico y el otro extremo de la faja acopla también una segunda placa, sin fijar al hormigón, que permite el desplazamiento y tesado del material, ambas placas están fabricadas en acero y cuentan con enganche para un gato hidráulico, el cual tira del extremo libre de la faja hasta darle la tensión que recomiendan los cálculos, el gato tira de la segunda placa con la fuerza obtenida de los cálculos, hasta llevarla a su sitio correcto, en ese momento, entre ambas placas se colocan unas barras roscadas de alta resistencia, pudiendo procederse a retirar el gato, finalmente se procede al anclado mecánico de este extremo al hormigón, mediante tacos y tornillos. De esta forma se logra un tesado sobre la cimentación que compensa las tracciones que dan lugar a los fallos y desperfectos.

5. Rehabilitación de cimentación de aerogeneradores caracterizado porque está constituido por el producto obtenido a partir de las etapas anteriormente descritas.