Estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigón para aerogeneradores.

Estructura y procedimiento para montar torres de hormigón usadas en turbinas de viento que consiste básicamente en un procedimiento para el montaje de torres de hormigón en diferentes etapas o fases,

que se pueden desarrollar paralelamente en el tiempo en las diferentes torres de un parque eólico, incluyendo las actividades de montaje y pre-ensamblaje de las secciones (4) para cada torre de turbina de viento, en la que cada sección de la estructura de las torres puede estar compuesta de una serie de segmentos (1) diferentes, o secciones longitudinales basadas en su posición en la altura de la torre,caracterizadosporque el hecho de que el procedimiento incluye dos ciclos diferenciados, que se pueden desarrollar a lo largo de líneas paralelas: es decir, un pre-ensamblaje de cada sección de torre y montaje de éstas, haciendo el mejor uso logístico de recursos, materiales y tiempos de montaje necesarios; con el ciclo de pre-ensamblaje incluyendo un procedimiento dividido en las siguientes etapas, para cada sección que comprende diversos segmentos: una fase para el transporte y montaje de cada segmento (1), por lo tanto, con tantas fases como el número de segmentos, seguida de una fase final del relleno de las juntas verticales (8) de cada sección, y el ciclo de montaje incluyendo un procedimiento para colocar las secciones pre-ensambladas (4), la una en la parte superior de la otra hasta que se forme la torre completa.

Estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigón para aerogeneradores.

La presente invención, procedimiento de montaje hormigón para aerogeneradores, 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 parques eólicos.

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 aerogeneradores", 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 aerogeneradores.

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

Otra 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 aerogeneradores y otras aplicaciones", constituye otra invención del mismo titular en la que se reivindica la división de la torre en secciones limitados por juntas horizontales y la división de cada sección 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, el procedimiento de montaje de torres de hormigón para aerogeneradores, que constituye el objeto de esta invención y que se define por la reivindicación 1, consiste, entre otras cosas, en un proceso de montaje de torres de hormigón

constituido por distintas etapas o fases, que pueden ser desarrolladas en el tiempo en las distintas torres de un parque eólico, comprendiendo actividades de montaje y premontaje de las secciones de cada torre de un aerogenerador en el que cada sección de la estructura de las torres podrá estar compuesta de un numero diferente de dovelas, o sectores longitudinales, en función de la situación de la sección en la altura de la torre. Este proceso comprende dos ciclos diferenciados, de premontaje de cada sección de torre y de montaje de los mismos, comprendiendo el ciclo de premontaje, para cada sección, un proceso dividido en las siguientes fases, para cada sección 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 sección.

Finalmente, el documento ES2246734 divulga una torre modular prefabricada, que se utiliza como soporte para generadores eólicos y otras aplicaciones, caracterizada porque utiliza elementos prefabricados de espesor reducido, reforzados con una estructura interna de rigidizadores horizontales y verticales, preferiblemente de hormigón armado; estando dichos elementos tensados tanto horizontal como verticalmente mediante cables metálicos flexibles. Las principales ventajas de la invención presentada son que permite la construcción rápida de torres muy altas torres que utilizan un número limitado de elementos y que estos elementos no son pesados y son fáciles de transportar, todo lo cual conduce a un ahorro en los costes de fabricación, transporte e instalación.

Este documento divulga, en términos de la reivindicación 1, las siguientes características:

un procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, que consiste de un procedimiento para el montaje torres de hormigón en diferentes etapas o fases, donde cada sección de la estructura de las torres se compone de un número de diferentes dovelas o secciones longitudinales con base en su posición en la altura de la torre, con juntas verticales que están llenas de cemento, las secciones se colocan en la parte superior de la otra hasta que se forme la torre completa.

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

Además, el ciclo de montaje, se inicia a continuación del primer ciclo de premontaje, en el mismo aerogenerador, y viene a consistir en la colocación de cada sección sobre la anterior, mediante izado, con la ayuda de grúa y encaje en el sistema de unión de cada sección.

El ciclo de Premontaje de la primera sección comprende también 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... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, que consiste de un procedimiento para el montaje torres de hormigón en diferentes etapas o fases, que son desarrolladas de forma paralela en el tiempo en las distintas torres de un parque eólico, en donde cada sección (4) de la estructura de las torres se compone de un número de diferentes dovelas (1) o secciones longitudinales con base en su posición en la altura de la torre, por lo que el procedimiento incluye dos ciclos diferenciados que son desarrollables a lo largo de líneas paralelas, que incluyen actividades de montaje y preensamblaje de las secciones (4) para cada torre de aerogeneradores logrando un mejor aprovechamiento logístico de los recursos materiales y de los tiempos necesarios de montaje:

- un ciclo de preensamblaje de cada sección de la torre (4) , incluyendo el ciclo de preensamblaje un procedimiento dividido en las siguientes etapas, para cada sección (4) que comprende varias dovelas (1) :

- una fase para el transporte y montaje de cada dovela (1) , teniendo por tanto tantas fases como número de dovelas (1) , -seguido de una última fase de relleno de las juntas verticales (8) de cada sección (4) , y -un ciclo de montaje que incluye un procedimiento para colocar dichas secciones preensambladas (4) , en la parte superior de otra hasta que se forme la torre completa, en donde el ciclo de preensamblaje de la primera sección se puede realizar directamente sobre la zapata o cimentación del aerogenerador, mientras que las otras secciones intermedias se montarán sobre unas bases de montaje (5) , que son colocadas en el suelo sobre la zona de plataformas provista en la proximidad a la zapata de cada aerogenerador.

2. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el ciclo de preensamblaje las dovelas (1) son colocadas en su posición con la ayuda de puntales de arriostramiento y estabilidad (2) y gatos de conexión (3) a lo largo de las juntas verticales (8) .

3. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el ciclo de montaje, se inicia después del ciclo de preensamblaje, en el mismo aerogenerador y consiste en colocar cada sección (4) mediante izado, con la ayuda de grúa y ajuste en el sistema de conexión de las juntas horizontales (15) que consiste en ajustar la armadura (9) saliente de la sección superior en las vainas

(11) para este propósito en la coronación de la sección inferior.

4. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la sección final es preensamblado en la fábrica, y montado en la sección anterior directamente desde el vehículo de transporte sin almacenamiento previo, procediendo a girar la sección de la posición horizontal a la vertical mediante el acoplamiento en el extremo inferior agarrando el perímetro de la sección con cinta de nylon o similar fijada al borde inferior de la sección mediante un gancho de metal, para evitar su deslizamiento.

5. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los ciclos de preensamblaje y montaje culminan con la ejecución de las juntas verticales (8) u horizontales (15) por medio del vertido del mortero no retráctil el cual, junto con la correspondiente armadura alcanzan solidez unificada del conjunto de la torre, alcanzando conexión efectiva entra las diferentes dovelas y secciones.

6. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la verificación de la posición correcta de las dovelas y de las secciones en el procedimiento de preensamblaje en el montaje se hace por medio de un emisor (16) de rayo láser vertical (19) que es autonivelante, colocado en el eje de la sección o un eje permanente de la torre, cerca del suelo, y una diana (17) fijada a cada dovela o sección, usando una estructura ligera (18) , cercana a la coronación, de manera que la desviación del punto de láser con respecto al centro de la diana proporciona la indicación requerida para acuñar el elemento y rectificar su posición hasta que se alcance la situación correcta.

7. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la estabilidad provisional de las 2 primeras dovelas en el preensamblaje de cada sección es alcanzada usando un puntal (2) que se puede ajustar en longitud, el cual fija el punto de la dovela al que está anclado a un punto en la tierra o la base uniéndolo a una placa de metal perforada colocada previamente para este propósito.

8. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unión provisional entre cada 2 dovelas a lo largo de las juntas verticales se alcanza por medio de un cierto número de gatos mecánicos (3) que están fijados a cada una de 2 placas perforadas, una en cada dovela en ambos lados de la junta (8) a diferentes alturas y que, además del arriostramiento de las diversas dovelas de una sección, sirven para regular la anchura de la junta (8) entre las dovelas, y cuando los gatos (3) para todas las juntas en una sección son colocados y ajustados, se eliminan los puntales (2) provisionales y cuando el mortero para rellenar las juntas verticales alcanza la resistencia adecuada, se eliminan los gatos mecánicos (3) .

9. Procedimiento para el montaje de torres de hormigón usadas en aerogeneradores, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que en el caso de juntas horizontales, el sistema de conexión es por medio de diversas barras con relleno de mortero no retráctil, las vainas (11) tienen la boca alargada para facilitar la recepción del vertido del mortero, el encofrado externo para la junta horizontal hecho con un perfil de espuma autoadhesiva, tangente al borde exterior de la superficie de coronación de la sección inferior que está atrapado entre las secciones, alcanzando el encofrado inferior con un perfil en forma de L o tubular o en forma de U, etc., aproximadamente de 5 cm de altura, localizado en la superficie de la coronación de la sección inferior a aproximadamente a 5 cm hacia el interior de la superficie interna de la sección superior.