Dovela para torre eólica y método de fabricación de una torre eólica empleando dicha dovela.

Dovela para torre eólica y método de fabricación de una torre eólica empleando dicha dovela.

Dovela para torre eólica especialmente diseñada para ser utilizada en torres eólicas instaladas en climas fríos, y que comprende unos flancos de unión (3) que muestran una configuración destinada a establecer los límites para la conformación de juntas (4) entre dicha dovela y una dovela contigua y que comprende unos conductos (2) dotados de una entrada (9) y una salida (10), situados en la proximidad de los flancos de unión (3) de la dovela destinados a alojar unos cables calefactores (1) generadores de calor. El método comprende el empleo de la dovela descrita y las etapas de introducir cables calefactores en los conductos de la dovela, aplicar corriente a dichos cables y retirar los cables cuando ha fraguado un material de relleno empleado en la junta entre dovelas.

DOVELA PARA TORRE EÓLICA Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DE UNA TORRE EÓLICA

EMPLEANDO DICHA DOVELA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se puede incluir en el campo técnico de las dovelas para torres eólicas y más concretamente para torres eólicas en climas fríos en los que la temperatura ambiente está por debajo de los 5º C. Asimismo la invención comprende el método de fabricación de una torre eólica empleando la dovela descrita.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la energía eólica consiste en generar electricidad a partir del viento mediante aerogeneradores con la máxima eficiencia posible y mínimo coste. Dichos aerogeneradores constan básicamente de una torre, una góndola que alberga el generador eléctrico y un rotor formado a su vez por al menos dos palas.

La torre se encarga de sustentar todos los elementos incorporados en la góndola y de transmitir a la cimentación todos los esfuerzos de reacción generados como consecuencia de las distintas acciones aerodinámicas y condiciones de funcionamiento de la turbina eólica.

Generalmente dadas las dimensiones del aerogenerador y en consecuencia de la torre, ésta se fabrica con sectores modulares de hormigón armado llamados dovelas. Para la unión de estas dovelas es necesario el empleo de un material de relleno, que puede consistir en mortero (también denominado grout) o una resina, depositado en las mismas.

De ahora en adelante se explicará la invención haciendo referencia al empleo de mortero como material de relleno, si bien podría ser, como se ha dicho, resina u otro material.

Durante el montaje de las torres de hormigón en bajas temperaturas es necesario garantizar unas condiciones mínimas de temperatura (como mínimo 5º C) tanto de las dovelas como del

mortero antes de verter el mortero, como del mortero vertido en las juntas verticales y horizontales, con objeto de asegurar un curado adecuado para que el mortero pueda desarrollar todas sus propiedades mecánicas (resistencia) .

Cuando estos ensamblajes se realizan a bajas temperaturas, en los que la temperatura puede bajar hasta -20º C, para asegurar un correcto comportamiento estructural de las torres, es necesario disponer de un sistema de calentamiento que permita mantener la temperatura por encima de 5º C tanto en las dovelas como en el mortero vertido en las juntas.

Verter mortero con temperaturas ambiente por debajo de 0º C siempre es un condicionante bastante restrictivo. Esto es debido a que los hormigones necesitan una cierta temperatura para que se produzca la hidratación del cemento y adquiera resistencia. Además, al tener agua, se corre el riesgo de que al empezar a fraguar, el agua libre se congele, aumentando su volumen, con el subsiguiente peligro de fisuración.

En el caso de montaje de torres de hormigón a bajas temperaturas, el volumen de mortero no es suficiente como para garantizar que no se congele el agua, ya que está totalmente rodeado de una gran masa de hormigón prefabricado que estará a temperatura ambiente.

En condiciones de bajas temperaturas (por debajo de 5º C) además de asegurar las propiedades mecánicas del mortero, es necesario garantizar el perfecto relleno de las juntas entre las dovelas que constituyen la torre.

Para ello dicho mortero debe de poder ser bombeado a 20m de altura y no debe producirse segregación al ser vertido desde 20 metros de altura en caída libre, en el caso de las juntas verticales. Las juntas horizontales son todavía más restrictivas ya que en este caso el vertido de mortero se debe de garantizar en cotas superiores a los 100m de altura. En todos los morteros se exige, según su ficha técnica, que la temperatura del soporte (en el caso de las torres para aerogeneradores son las dovelas) debe estar al menos a +5º C para garantizar el correcto curado. Por debajo de 5º C los fabricantes no garantizan las resistencias mínimas necesarias.

Tradicionalmente en el estado de la técnica más cercano se realizan las cimentaciones a -20º C con hormigón con alto contenido de cemento para que tenga un alto calor de hidratación y se

caliente los suficientemente rápido como para evitar que se congele. Generalmente las zapatas se cubren con mantas térmicas para no perder demasiado calor y de esta forma mantener la temperatura en los valores deseados.

El problema del empleo de las mantas térmicas es que es necesario un buen pegado de las mismas en las superficies que quieren ser calefactadas. Si no se tiene una buena adherencia de dichas mantas se produce un calentamiento lento y no homogéneo de las superficies.

Otra posibilidad para el calentamiento consiste en el empleo de ventiladores con resistencia eléctrica orientados (conductos cilíndricos con toberas de salida de aire enfocadas) hacia las juntas. Algunos de los problemas que surgen con esta solución son que es necesario un elevado número de ventiladores, que es necesario un elevado número de grupos electrógenos de suministro de energía a los ventiladores, y que es necesaria una cierta garantía de funcionamiento continuo del sistema puesto que una parada supone una pérdida rápida de las condiciones térmicas generadas previamente.

Otras alternativas contempladas en el precalentamiento son el empleo de lámparas infrarrojas. Con las soluciones de mercado no se consiguen resultados eficaces en lo que a calentamiento se refiere.

La técnica de vertido actual de mortero presenta cuatro claros inconvenientes, entre los que destacan problemas de fisuración por congelación del agua presente, problemas de calidad en la formación de juntas, problemas de llenado (especialmente en juntas horizontales de cotas muy alejadas del terreno) , problemas de capacidad resistente del mortero cuando la temperatura alcanzada es inferior a los 5º C, problemas de montaje en lo referente tanto a tiempos como a medios empleados (dificultad de bombeo, calentamiento del medio cercano a donde se deposita el mortero…etc.) , y la necesidad de emplear morteros especiales con alto contenido en cemento con el subsiguiente encarecimiento de la torre.

Los sistemas de calentamiento conocidos del estado de la técnica destinados a acondicionar térmicamente los materiales para resolver los problemas anteriormente descritos presentan un elevado consumo debido a la baja eficiencia térmica.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención describe una dovela para torres eólicas y un método de fabricación de torres eólicas empleando dicha dovela. La dovela y el método de fabricación propuestos permiten resolver el problema del curado del material de relleno en las juntas verticales y horizontales en estructuras constructivas en climas fríos en los que la temperatura ambiente es menor de 5º C. Más concretamente tanto el diseño de la dovela como el método descrito permiten el empleo de un sistema de calentamiento óptimo de las dovelas en la zona próxima a las juntas entre dovelas. Asimismo permiten un adecuado fraguado del material de relleno depositado entre las juntas verticales y horizontales de las dovelas utilizadas en la torre eólica. Una ventaja adicional de la dovela y método propuestos es que tras ser utilizado en una dovela, el sistema de calentamiento puede ser reutilizado en el acondicionamiento térmico de otra dovela.

La dovela de la presente invención está diseñada para ser empleada en torres eólicas y comprende al menos un flanco de unión que muestra una configuración destinada a establecer un límite para la conformación de al menos una junta entre dovelas adyacentes empleando un material de relleno que puede ser mortero o resina.

Para poder ser empleada en torres eólicas que se implantan en zonas con climas fríos, la dovela propuesta comprende unos conductos situados en la proximidad de los flancos de unión que están destinados a alojar unos cables calefactores. Cuando se hace pasar una corriente por dicho cables calefactores se genera calor.

Dichos conductos pueden llevar un recubrimiento para permitir una introducción y una extracción más sencilla de los cables calefactores que se introducen en ellos para aumentar la temperatura de esa zona de la dovela durante la fabricación de la torre eólica. En una realización preferente el recubrimiento comprende al menos una capa de material lubricante permite que los cables calefactores se deslicen fácilmente por el interior de los conductos.

Así pues, los conductos de la dovela están destinados al paso de unos cables calefactores, que permiten calentar los flancos de unión de la dovela que conforman las juntas con dovelas adyacentes. Asimismo permiten calentar el mortero que se vierte en las juntas para

mantener la...

1. Dovela para torre eólica que comprende al menos un flanco de unión (3) configurado para establecer un límite para la formación de al menos una junta (4) entre dicha dovela y una dovela contigua empleando un material de relleno, caracterizada por que comprende al menos un conducto (2) dotado de una entrada (9) y una salida (10) , situado en la proximidad del al menos un flanco de unión (3) de la dovela destinado a alojar un cable calefactor (1) .

2. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que el material de relleno de la junta (4) es mortero.

3. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que el material de relleno de la junta (4) es resina.

4. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que en el interior del al menos un conducto (2) se aloja un cable calefactor (1) .

5. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizado por que el al menos un conducto (2) lleva un recubrimiento (7) destinado a facilitar la inserción y la extracción de unos cables calefactores (1) en el conducto (2) .

6. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizado por que el recubrimiento (7) comprende al menos una capa de material lubricante (7) .

7. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que es de hormigón armado y las superficies que delimitan el al menos un conducto (2) son de hormigón.

8. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que es de hormigón armado y el al menos un conducto (2) está formado por un tubo (11) de un material de alta conductividad térmica embebido en el hormigón de la dovela.

- Dovela para torre eólica según reivindicación 8 caracterizada por que los conductos (2) tienen en su superficie exterior una serie de aletas (12) destinadas a aumentar su conductividad

térmica.

10. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que el tubo (11) es de un material de alta resistencia estructural.

.

11. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que las dovelas (6) comprenden ferralla en su interior y los conductos (2) están unidos a dicha ferralla.

12. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que las dovelas (6) 10 comprenden ferralla en su interior y los conductos (2) son metálicos y forman parte de dicha ferralla.

13. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada porque los conductos (2) son ciegos y la entrada (9) y la salida (10) son coincidentes.

1.

14. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada caracterizado por que los conductos (2) se construyen en dirección vertical, paralelos a un flanco de unión (3) vertical de la dovela (6) .

15. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que los conductos (2) se construyen en dirección horizontal, paralelos a un flanco de unión (3) horizontal de la dovela (6) .

16. Dovela para torre eólica según la reivindicación 1 caracterizada por que los conductos (2)

se construyen con la misma curvatura que la dovela (6) y con un tramo radial (8) en sus extremos destinado a facilitar la introducción del cable calefactor (1) en el conducto (2) por el orificio de entrada (9) .

17. Dovela para torre eólica según la reivindicación 16 caracterizada por que el tramo radial (8) 30 de los conductos (2) comprende un codo de unión tiene un radio de curvatura lo suficientemente grande como para facilitar la inserción y retirada del cable calefactor (1) .

18. Método de fabricación de una torre eólica empleando dovelas para torres eólicas como las descritas en las reivindicaciones 1 a 17 dónde las dovelas incorporan al menos un cable calefactor (1) dentro de los conductos (2) , caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

-disponer las dovelas (6) adyacentes entre sí, de manera que se conforma una junta (4) de unión entre dovelas,

-hacer circular una corriente eléctrica por los cables calefactores (1) ,

-verter un material de relleno en la junta entre dovelas (6) ,

-extraer los cables calefactores (1) de los conductos (2) a través de la salida (10) de los 10 conductos (2) , una vez que el mortero ha adquirido un grado de fraguado suficiente.

19. Método de fabricación de una torre eólica según la reivindicación 18 caracterizado por que comprende una etapa de colocar unos conectores (5) entre los extremos de los cables calefactores (1) que hay en los conductos (2) que permiten la conducción de corriente eléctrica entre dichos cables calefactores (1) .

20. Método de fabricación de una torre eólica según la reivindicación 18 caracterizado por que los conductos (2) se construyen con tubos colocados en la proximidad de los flancos de unión (3) de las dovelas (6) quedan embebidos en el interior de la dovela (6) .

2.

21. Método de fabricación de una torre eólica según la reivindicación 18 caracterizado por que se disponen dovelas (6) con ferralla en su interior y los conductos (2) se disponen unidos a la ferralla.

22. Método de fabricación de una torre eólica según las reivindicación 21 caracterizado por que los conductos (2) empleados están recubiertos de material lubricante y el método comprende una etapa de retirar el conducto (2) del interior de la dovela (6) .

23. Método de fabricación de una torre eólica según la reivindicación 18 caracterizado por que 30 la inserción del cable calefactor (1) en el conducto (2) se realiza utilizando un material lubricante (7) que facilita dicha inserción.

24. Método de fabricación de torre eólica según reivindicación 18 caracterizado porque el método comprende una etapa de retirar el cable calefactor (1) del conducto (2) de una dovela (6) y una etapa posterior de insertar dicho cable calefactor (1) en el conducto (2) de otra dovela (6) .