Estructura portante de cimentación flotante (4) para construcciones offshore,

que comprende al menos unelemento flotador (28, 29, 30), que está compuesto, al menos parcialmente, de hormigón, y con una estructuraportante (11, 12, 13, 14) de acero, siendo la estructura portante (11, 12, 5 13, 14) una combinación de estructuraportante de cascarones y estructura portante de barras, caracterizada porque la estructura portante (11, 12, 13, 14)presenta varios brazos salientes (11, 12, 13), que están respectivamente configurados como una estructura portantede barras tridimensional que sobresalen radialmente hacia fuera desde una estructura portante central (14)tridimensional.

Estructura portante de cimentación flotante con componentes de flotación, con un diseño de elementos separados.

[001] La invención se refiere a una estructura portante de cimentación flotante para construcciones offshore (en alta mar) , destinada al posicionamiento de unidades funcionales en posición flotante. Las estructuras portantes de cimentación flotantes de este tipo pueden alojar instalaciones eólicas, faros, instalaciones emisoras y/o receptoras, instalaciones de radar, puentes, rompeolas, pistas de aterrizaje o similares y servirles de soporte cerca del litoral o también a una mayor distancia del litoral.

[002] Ya se conocen por ejemplo cimientos flotantes para faros o también para instalaciones eólicas. A este respecto, remitimos al documento DE 102005036679.1, que se ocupa del anclaje de cimientos flotables al lecho marino.

[003] Las instalaciones de gran tamaño, como las instalaciones eólicas de medio y alto rendimiento, tienen confrecuencia un peso considerable, que debe compensarse mediante unos cuerpos flotantes correspondientes. Éstos deben generar fuerzas de sustentación que superen con mucho el peso de la instalación a soportar y del cimiento flotante, con el fin de mantener quieta la construcción en cuestión a pesar del movimiento de las olas y la acción del viento. Las fuerzas de sustentación necesarias pueden suponer para ello un total de varios miles de toneladas.

[004] Los cimientos flotantes deben frecuentemente cubrir de origen una superficie relativamente grande. La fuerza de sustentación aplicada puntualmente por los flotadores debe ser absorbida y soportada de manera segura por la construcción.

[005] Además de las exigencias en cuanto a la capacidad de carga del cimiento, en la práctica se plantean también exigencias a un diseño correspondiente de la construcción en lo que se refiere a las posibilidades de fabricación y los costes. Por ejemplo, el gasto logístico, el gasto de diseño, el gasto de material y por último también el gasto de mantenimiento deben mantenerse dentro de unos límites. Los diseños de cimientos flotantes conocidos hasta la fecha tienen déficits en al menos una de las áreas mencionadas.

[006] Por el documento GB 2378679 A se conoce una estructura portante de cimentación para una instalación eólica, que presenta un casco central vertical a modo de cilindro. Desde éste se extienden unos brazos radiales hasta unos cuerpos flotantes. Los brazos radiales están configurados como estructuras de barras planas.

[007] Partiendo de este estado de la técnica, la invención tiene el objetivo de crear una estructura portante de cimentación flotante que esté mejorada con respecto a al menos una de las áreas mencionadas en comparación con las construcciones ya conocidas.

[008] Este objetivo se logra con la estructura portante de cimentación flotante según la reivindicación 1:

[009] La estructura portante de cimentación según la invención consta de flotadores, de los cuales al menos uno está compuesto al menos parcialmente de hormigón, y de elementos de unión, que están compuestos de acero y forman una estructura portante. La construcción de los flotadores al menos parcialmente con hormigón puede reducir considerablemente el gasto de fabricación. Esto es aplicable en especial a formas geométricamente complicadas, como por ejemplo zonas de nudos, que deben estar configuradas huecas para hacer que la construcción sea transitable. También es aplicable a flotadores dispuestos en los extremos exteriores de una estructura portante en forma, por ejemplo, de estrella, con el fin de transmitir en estos puntos a la estructura portante las fuerzas de sustentación. Pueden fabricarse en hormigón especialmente las partes inferiores o los fondos de los flotadores. Dada la rigidez de los elementos de hormigón armado, éstos pueden presentar por ejemplo un fondo plano o sólo ligeramente abombado.

El empleo de hormigón para la creación de una estructura portante de cimentación flotante minimiza el uso de acero y reduce por lo tanto los problemas de corrosión y los costes de producción.

La estructura portante de cimentación flotante presenta preferentemente varios brazos salientes, orientados horizontalmente durante el uso, así como nudos de unión, de los que parten segmentos tubulares inclinados y horizontales. La estructura portante consta de una celosía tridimensional que absorbe carga, preferentemente en forma de estructuras de acero prefabricadas, y cuerpos huecos que están dispuestos porejemplo en zonas de nudos y producen una fuerza de sustentación. Éstos están configurados preferentemente en forma de piezas prefabricadas de hormigón armado y compuestos, por ejemplo, de hormigón impermeable al agua. Las zonas de nudos están configuradas preferentemente huecas en toda su extensión, para asegurar la transitabilidad de las zonas de los brazos salientes. La estructura portante está configurada preferentemente de manera que las fuerzas de sustentación y la absorción de carga en los nudos de unión de los segmentos tubulares, en toda la zona de los brazos salientes y en la zona de conexión de los flotadores, dispuestos con preferencia muy exteriormente, se desacoplen y estén asignadas en cada caso a elementos específicos de la estructura portante. De este modo se crean condiciones de carga inequívocas y se evitan cargas dobles y sobrecargas no deseadas.

La estructura portante según la invención está levantada en construcción mixta empleando acero y hormigón, preferentemente hormigón impermeable al agua. Está formada en parte por una estructura portante de cascarones y en parte por una estructura portante de barras. La estructura portante de cascarones incluye por ejemplo segmentos tubulares compuestos de acero, o también acero o piezas prefabricadas de hormigón armado, que forman por ejemplo nudos de unión. La estructura portante de barras incluye secciones de celosía, por ejemplo de tubo de acero o de un perfil de acero de otro tipo. La estructura portante de barras está unida a la estructura portante de cascarones, de modo que la estructura portante de cascarones y la estructura portante de barras forman juntas la estructura portante de cimentación.

El comportamiento global a la solicitación por carga lo determina la estructura de celosía en los nudos de la estructura portante y en los brazos salientes. La transmisión local de cargas de las fuerzas de sustentación se realiza en los nudos y en los brazos salientes mediante piezas prefabricadas de hormigón armado, o en la zona de los brazos salientes también mediante segmentos tubulares.

Los flotadores exteriores son preferentemente cilindros situados en posición vertical, cuya copa inferior está configurada como cascarón cilíndrico circular y sobre él está colocada una estructura de cascarón de acero, construida preferentemente como cascarón cilíndrico circular prefabricada en forma de copa abierta por debajo.

En los nudos de unión se unen las piezas prefabricadas de hormigón armado con la estructura de acero. Con este fin se emplean preferentemente tecnologías de unión, impermeables al agua y resistentes a la corrosión. Los tubos de acero o manguitos de acero pueden unirse a los cuerpos huecos de hormigón mediante elementos de elastómero o similares.

La configuración de la estructura portante con un diseño mixto compuesto de estructuras portantes de cascarones y estructuras portantes de barras permite un alto grado de variabilidad en lo referente a las exigencias planteadas a la distribución de las masas inerciales en el sistema global. Es posible una adaptación a requisitos de sistema de instalaciones eólicas para seis megavatios y más. Además, los subconjuntos del sistema, como por ejemplo partes de la celosía y partes de la estructura portante de cascarones, pueden prefabricarse. La instalación puede levantarse en dique seco o también in situ. Por ejemplo pueden llevarse al dique seco subconjuntos desmontables del sistema para su montaje final, después de lo cual se remolca la estructura portante de cimentación al lugar de instalación. Mediante la prefabricación de módulos sólo es necesario realizar en el dique seco el montaje final. Esto minimiza el tiempo de uso necesario del dique seco y permite así la producción eficaz de un mayor número de estructuras portantes flotantes.

Las cargas del arriostramiento inferior se transmiten preferentemente a la estructura de celosía, y esto preferentemente en los extremos de los brazos salientes... [Seguir leyendo]

1. Estructura portante de cimentación flotante (4) para construcciones offshore, que comprende al menos un elemento flotador (28, 29, 30) , que está compuesto, al menos parcialmente, de hormigón, y con una estructura portante (11, 12, 13, 14) de acero, siendo la estructura portante (11, 12, 13, 14) una combinación de estructura portante de cascarones y estructura portante de barras, caracterizada porque la estructura portante (11, 12, 13, 14) presenta varios brazos salientes (11, 12, 13) , que están respectivamente configurados como una estructura portante de barras tridimensional que sobresalen radialmente hacia fuera desde una estructura portante central (14) tridimensional.

2. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante (14) es una celosía tridimensional.

3. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos uno de los flotadores (28, 29, 30) sirve de compartimento de máquinas.

4. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 3, caracterizada porque el flotador (28, 29, 30) sirve de espacio de alojamiento para un dispositivo regulador.

5. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque los brazos salientes (11, 12, 13) llevan en sus extremos los flotadores (28, 29, 30) .

6. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante (11, 12, 13, 14) incluye nudos de unión (21, 22, 23, 24) fabricados a base de hormigón armado o, alternativamente, de tubo de acero.

7. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 6, caracterizada porque los nudos de unión (21, 22, 23, 24) están configurados como cuerpos huecos transitables.

8. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 7, caracterizada porque al menos uno de los nudos de unión (21, 22, 23, 24) está comunicado con al menos uno de los flotadores (28, 29, 30) mediante un canal transitable (25, 26, 27) .

9. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 8, caracterizada porque el canal transitable (25, 26, 27) está formado por un tubo respectivo.

10. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 9, caracterizada porque el tubo está compuesto de acero, plástico, con o sin refuerzo de fibras, un material híbrido de acero-plástico u hormigón armado.

11. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante (11, 12, 13, 14) presenta al menos una disposición en jaula (31) que rodea al menos un componente de hormigón (21) .

12. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 11, caracterizada porque la disposición en jaula (31) aligera la carga del elemento de hormigón (21) .

13. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante de cascarones (14) incluye elementos de hormigón y/o elementos de acero.

14. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante de barras (11, 12, 13) incluye elementos de acero.

15. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos uno de los flotadores (28, 29, 30) está formado como construcción mixta y para ello presenta al menos un componente de hormigón o de hormigón armado (38) y al menos un componente de acero (39) , que conjuntamente delimitan una cavidad.

16. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque el flotador (28, 29, 30) presenta forma cilíndrica.

17. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 16, caracterizada porque el flotador (28, 29, 30) presenta una superficie de recubrimiento redondeada (36) y/o un fondo plano o cónico.

18. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque el flotador (28, 29, 30) está formado en una sección inferior (38) por una copa de hormigón y en una sección superior (39) por una caperuza de acero, que está unida a la copa de hormigón de manera impermeable al agua.

19. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante (11, 12, 13, 14) absorbe por una parte la fuerza de sustentación procedente de los flotadores (28, 29, 30) y por otra parte la fuerza de anclaje de unos elementos de anclaje (5, 6, 7) .

20. Estructura portante de cimentación según la reivindicación 19, caracterizada porque los elementos de anclaje (5, 6, 7) están formados por cuerpos de lastre de hormigón.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• DE 102005036679 [0002] • GB 2378679 A [0006] 10