Cimentación mejorada para una torre de aerogenerador.

Cimentación (11, 111) para una torre de aerogenerador, provista de un alojamiento (10) central para alojar y constreñir firmemente una torre de aerogenerador real,

realizada en acero u hormigón, por medio de barras (32) roscadas que sobresalen desde dicho alojamiento (10) central, caracterizada por que dicha cimentación es totalmente prefabricada y está formada por al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados, en la que:

cada uno de los al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados es modular y está realizado en hormigón armado, aproximados entre sí en secuencia horizontal, con acoplamiento de forma, y posteriormente restringidos entre sí,

cada uno de dichos al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados está provisto de orificios (17, 18, 21) pasantes en cuyo interior hay dispuestos una serie de cables (12) de post-tensado dispuestos en un plano horizontal para hacer que toda la cimentación (11, 111) sea monolítica, y

un elemento (13, 150, 151) de entre dichos al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados está provisto de nervios (14) radiales verticales y bloques (35) para fijar dichos cables (12) de post-tensado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2010/002200.

Solicitante: Knisel, Stefano.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via S. Orsola 5 24122 Bergamo ITALIA.

Inventor/es: KNISEL,STEFANO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D1/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/00).

PDF original: ES-2544806_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Cimentación mejorada para una torre de aerogenerador

La presente invención se refiere a una cimentación mejorada para una torre de aerogenerador.

En la estructura de una torre de aerogenerador, adecuada para la producción de energía eléctrica, se requiere necesariamente una cimentación capaz de proporcionar siempre firmemente un posicionamiento correcto y estable de la torre con respecto al suelo circundante, incluso en presencia de todas las tensiones posibles durante el uso.

En general, estas cimentaciones para torres de aerogeneradores requieren proporcionar una excavación, proporcionar una estructura de contención y de refuerzo según esquemas preestablecidos y, por último, verter considerables cantidades de hormigón para obtener estructuras de hormigón armado resistentes. La cimentación tiene una estructura circular o generalmente poligonal, con el objetivo de optimizar la respuesta de las cimentaciones en cualquier dirección del viento. Estas formas causan problemas relacionados con el encofrado y la creación del zócalo adecuado para dicha forma.

En cualquier caso, se requiere mucho cuidado y experiencia para preparar el complejo de cimentación capaz de satisfacer tanto los requisitos legales como las necesidades específicas derivadas de las condiciones de uso locales de la torre de aerogenerador.

Además, debería ser evidente que la preparación de una estructura tan importante requiere una considerable cantidad de tiempo. Un elemento problemático adicional es el relacionado con el hecho de que dichas torres no siempre se preparan en posiciones accesibles fácilmente por las máquinas para el transporte del hormigón y, por lo tanto, incluso esto da lugar a problemas correlacionados.

La preparación de dichas cimentaciones no puede llevarse a cabo en condiciones climáticas adversas, tales como frío intenso, lluvia, etc., y además deben cumplirse los tiempos de maduración de hormigón antes de montar las torres. Por último, este procedimiento de preparación requiere la presencia de operadores y mano de obra durante largos períodos de tiempo en el sitio en el que pretende construirse la torre de aerogenerador.

El documento WO 2008/036934 describe un sistema modular de cimentaciones para torres de aerogeneradores en el que sólo una parte de los elementos de cimentación están prefabricados. Otros elementos, tales como por ejemplo, toda la losa base, requieren por el contrario de vertido de volúmenes considerables de hormigón /n s/fu.

Los documentos WO 2005/012651, EP 1 262 614 y JP 2000/283019 describen cimentaciones de hormigón para torres de aerogeneradores formadas por una única base monolítica, obtenida normalmente por medio de un vertido /n s/fu de hormigón.

Un objeto de la presente Invención es el de superar los inconvenientes indicados anteriormente y, en particular, el de crear una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador que cumpla sus requisitos.

Otro objeto de la presente Invención es el de proporcionar una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador que no requiera instalar todas las estructuras de construcción, ensamblar el acero de refuerzo y verter el hormigón necesario /n s/fu.

Un objeto adicional de la presente Invención es el de proporcionar una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador que sea fácil de instalar, eliminando o reduciendo al mínimo todos los problemas relacionados con las diversas preparaciones y las configuraciones respectivas en el sitio de trabajo para su preparación, garantizando al mismo tiempo una mejor calidad de la preparación.

Todavía otro objeto de la presente Invención es el de proporcionar una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador capaz de reducir los tiempos de preparación de todo el complejo de aerogenerador.

Estos y otros objetos según la presente Invención se consiguen proporcionando una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador tal como se indica en la reivindicación 1.

Otras características de la cimentación son un objeto de las reivindicaciones dependientes.

Las características y las ventajas de una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador según la presente Invención serán evidentes a partir de la descripción siguiente, a modo de ejemplo no limitativo, que hace referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en planta superior de una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador según la presente invención;

La Figura 2a es una vista en perspectiva en alzado lateral de un elemento prefabricado que constituye la cimentación según la Invención, según una primera realización;

La Figura 2b muestra una variante de realización del elemento prefabricado de la Figura 2;

La Figura 3 es una vista en perspectiva en alzado lateral de un segundo elemento prefabricado que constituye la cimentación según la Invención, según una primera realización;

La Figura 4a muestra un detalle esquemático en sección de un anillo central de la cimentación mostrada en la Figura 1;

La Figura 4b muestra un detalle esquemático en sección de un acoplamiento entre dos elementos estructurales de la cimentación mostrada en la Figura 1, según una solución de conexión alternativa;

La Figura 5a muestra un detalle esquemático en sección adicional de bloques para la sujeción de cables en la cimentación mostrada en la Figura 1;

La Figura 5b muestra un detalle esquemático en sección de los bloques para la sujeción de cables en el elemento prefabricado mostrado en la Figura 2b;

La Figura 5c muestra un detalle esquemático, en una vista en planta superior, de los bloques para la sujeción de cables de la Figura 2b;

La Figura 6 es una vista en planta superior de una realización adicional de una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador según la presente invención; y

Las Figuras 7-12 son vistas en perspectiva en alzado lateral de diversos elementos prefabricados que constituyen la cimentación según la Invención, en la realización mostrada en la Figura 6.

Con referencia a las Figuras 1-5c, una primera realización de una cimentación totalmente prefabricada para una torre de aerogenerador según la presente Invención se muestra en su totalidad con el número de referencia 11.

La cimentación 11 tiene, en una vista en planta, una forma circular provista de un alojamiento 10 central para alojar y constreñir firmemente la torre real (no mostrada), realizada en acero u hormigón.

Según la Invención, la cimentación 11 está totalmente prefabricada y se obtiene aproximando en secuencia dos o más elementos estructurales prefabricados, modulares y monolíticos, realizados en hormigón armado, algunos posiblemente pre-comprlmldos, con filamentos adherentes colocados durante la fabricación de los propios elementos estructurales. Los elementos estructurales prefabricados modulares se disponen próximos entre sí, con acoplamiento de forma, y son restringidos posteriormente entre sí por una serie de cables 12 de post-tensado, con el propósito de convertir toda la cimentación 11 en monolítica.

El ejemplo mostrado en las Figuras 2a y 3 propone un primer elemento estructural, Indicado en su totalidad por el número de referencia 13, que tiene nervios 14 radiales y piezas 15 de un elemento estructural anular para alojar la torre (no mostrada).

Los nervios 14 radiales se ensanchan, en los lados opuestos de su extensión radial, en las partes 16 de losa en las que hay provistos orificios 17 pasantes para el paso de los cables 12 de post-tensado, dispuestos en un plano horizontal.

Las piezas 15 de cada elemento anular tienen una sección con forma de trapecio, en una vista en planta, con bases arqueadas, obteniendo, aproximadas, un cuerpo central anular. Hay provistos orificios 18 pasantes adicionales para el paso de cables 12 de post-tensado horizontales adicionales en el cuerpo de la única pieza 15, dispuestos en un plano vertical. Partes 19 de losa adicionales, también con forma de trapecio, en una vista en planta, que tienen bases arqueadas, se extienden radlalmente desde dichas piezas 15 hacia el centro de curvatura. Tal como se muestra en las Figuras 2a y 2b, la pieza 15 contiene barras 32 roscadas que sobresalen en la parte superior para fijar el aerogenerador real. Cada una de las dos superficies laterales del elemento 13 tiene una muesca 33 adecuada para mejorar el acoplamiento de fricción, con acoplamiento de forma, con otros elementos 20 que tienen muescas 33 complementarias.

Un segundo elemento 20 estructural proporciona... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cimentación (11, 111) para una torre de aerogenerador, provista de un alojamiento (10) central para alojar y constreñir firmemente una torre de aerogenerador real, realizada en acero u hormigón, por medio de barras (32) roscadas que sobresalen desde dicho alojamiento (10) central, caracterizada por que dicha cimentación es totalmente prefabricada y está formada por al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados, en la que:

cada uno de los al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados es modular y está realizado en hormigón armado, aproximados entre sí en secuencia horizontal, con acoplamiento de forma, y posteriormente restringidos entre sí,

cada uno de dichos al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados está provisto de orificios (17, 18, 21) pasantes en cuyo interior hay dispuestos una serie de cables (12) de post-tensado dispuestos en un plano horizontal para hacer que toda la cimentación (11, 111) sea monolítica, y

un elemento (13, 150, 151) de entre dichos al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados está provisto de nervios (14) radiales verticales y bloques (35) para fijar dichos cables (12) de post-tensado.

2. Cimentación según la reivindicación 1, caracterizada por que tiene, en una vista en planta, una forma circular, en la que dichos al menos dos elementos estructurales comprenden un primer elemento (13) estructural formado por un nervio (14) radial vertical y una pieza (15) de un elemento estructural anular para alojar la torre real para obtener dicho alojamiento (10) central.

3. Cimentación según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende además un segundo elemento (20) estructural formado por una parte de cuña de una losa.

4. Cimentación según la reivindicación 2 y 3, caracterizada por que dicho primer elemento (13) estructural y dicho segundo elemento (20) estructural tienen dichos orificios (17, 18, 21) pasantes para cables (12) de post-tensado adicionales.

5. Cimentación según la reivindicación 2 y 3, caracterizada por que dicho primer elemento (13) estructural y dicho segundo elemento (20) estructural son complementarios entre sí y son dispuestos de manera alternada para trazar, en una vista en planta, dicha forma circular.

6. Cimentación según la reivindicación 2, caracterizada por que dicho primer elemento (13) estructural está formado por un nervio (14) radial vertical, una pieza (15) de un elemento estructural anular para alojar la torre real para obtener dicho alojamiento (10) central, y las partes (16) de losa.

7. Cimentación según la reivindicación 1, caracterizada por que tiene, en una vista en planta, una forma poligonal, en la que dichos al menos dos elementos estructurales comprenden al menos partes (140, 141) de losa, nervios (150, 151) radiales verticales y piezas (160, 161) de un elemento estructural anular central para alojar la torre para obtener dicho alojamiento (10) central.

8. Cimentación según la reivindicación 7, caracterizada por que dichas partes (140, 141) de losa, dichos nervios (150, 151) radiales y dichas piezas (160, 161) de un elemento estructural anular tienen orificios (17, 18, 21) pasantes para cables (12) de post-tensado adicionales.

9. Cimentación según la reivindicación 1, caracterizada por que al menos algunos de dichos al menos dos elementos (13, 160, 161) estructurales prefabricados contienen dichas barras (32) roscadas que sobresalen en la parte superior para fijar el aerogenerador real.

10. Cimentación según la reivindicación 1, caracterizada por que al menos algunos de dichos al menos dos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 160, 161) estructurales prefabricados tienen muescas (33) en las superficies opuestas de los mismos, adaptados para mejorar el acoplamiento de fricción, con acoplamiento de forma, con otros elementos estructurales que tienen muescas (33) complementarias.

11. Procedimiento para montar e implementar una cimentación (11; 111) para una torre de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento está caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

preparar y nivelar la superficie para instalar la cimentación (11; 111);

instalar y aproximar, de manera secuencial y alternada, un primer elemento (13; 160) estructural y uno o más segundos elementos (20; 140, 141, 150, 151, 161) estructurales de la cimentación (11; 111), hasta completar toda la geometría de la cimentación (11; 111);

insertar, en los orificios (17, 18, 21) pasantes respectivos dichos elementos (13, 20; 140, 141, 150, 151, 5 160, 161) estructurales, y tensar, mediante los bloques (35) de fijación especiales, al menos una serie de

cables (12) de post-tensado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que dicha etapa de inserción y de tensado comprende una primera sub-etapa en la que se insertan una primera serie de cables (12) de post-tensado en los orificios (18) respectivos realizados en cada primer elemento (13) estructural, y se tensan, y una segunda sub-

10 etapa en la que se insertan una segunda serie de cables (12) de post-tensado a través de orificios (17, 21) realizados respectivamente en las partes (16) de losa de cada primer elemento (13) estructural y en cada segundo elemento (20) estructural y se tensan.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que comprende una etapa final adicional de volver a calibrar todos los cables (12) de post-tensado.

15 14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que comprende, antes

de la etapa de instalación y aproximación, una etapa en la que cada superficie de contacto lateral entre los primeros elementos (13; 160) estructurales y los segundos elementos (20; 140, 141, 150, 151, 161) estructurales es cubierta con una resina epoxi, lo que garantiza la lubricación de las superficies de contacto y, una vez endurecida, permite la transferencia de las tensiones entre dichos primeros elementos (13; 160) estructurales y 20 dichos segundos elementos (20; 140, 141, 150, 151, 161) estructurales contiguos.


 

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