Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica y torre de hormigón montada con dicho procedimiento.

Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica y torre de hormigón montada con dicho procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica que comprende una etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto de una sección de torre formado por al menos dos dovelas en una zona próxima a la base de la torre, un etapa de ensamblaje del subconjunto de la sección de torre mediante la unión de al menos dos dovelas, de manera que el subconjunto ensamblado es autoestable, y una etapa de apilado del subconjunto ensamblado sobre una sección de torre inmediatamente inferior.

PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE TORRES DE HORMIGÓN DE SECCIÓN TRONCOCÓNICA Y TORRE DE HORMIGÓN MONTADA CON DICHO PROCEDIMIENTO

D E S C R I P C I O N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica que permite emplear grúas de menor capacidad para lo que se genera una subestructura a partir de la unión de al menos dos dovelas de las que conforman cada 10 sección de manera que dicha subestructura sea autoestable.

La invención se refiere además a la torre de hormigón montada con el procedimiento anterior.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En los últimos veinte años la potencia nominal de los aerogeneradores ha ido aumentando gradualmente gracias al aumento del diámetro del rotor de los mismos, que a su vez hace indispensable el empleo de torres más altas. El incremento en altura puede hacer 20 imprescindible que la torre comprenda diferentes secciones a lo largo de la altura de la misma que se colocan una encima de otra para conformar la torre y que son a su vez transportables por carretera o ferrocarril. Por ejemplo, para montar una torre de 100 m de altura se podrían emplear 5 secciones de 20 m de altura apilables una encima de otra, y siendo a su vez con esas dimensiones transportables por carretera y ferrocarril. 25

Por otro lado, para conseguir que las torres siendo más altas sean igualmente estables y rígidas, una de las opciones es incrementar las dimensiones transversales de la torre gradualmente desde la parte superior hasta la base de la torre. Dicho incremento puede implicar de nuevo problemas de transporte de las secciones y una solución habitual consiste 30 en dividirlas en módulos longitudinales. Las dimensiones de los módulos longitudinales permiten su transporte por carretera o ferrocarril.

Lógicamente, el aumento de la potencia nominal de los aerogeneradores conlleva el aumento en pesos y dimensiones de todos los componentes las turbinas en general, siendo de especial relevancia para los costes de montaje los siguientes aspectos:

La altura de la torre; 5

Diámetro del rotor y peso del conjunto palas-buje;

Peso de la nacelle y subcomponentes;

Peso de los tramos de torre.

En concreto, los pesos de las secciones completas de torre de un aerogenerador de 3 MW 10 puede superar las 200 t lo cual impone grandes requerimientos a las grúas de montaje.

El empleo de dichas grúas es caro, primero, debido a los problemas de disponibilidad que hacen elevado el coste diario de alquiler: no existe un gran parque de este tipo de grúas; y segundo, a los elevados costos asociados al transporte de las mismas debido al gran 15 número de camiones requeridos para movilizarlas. Según datos mostrados en la patente US8011098B2, el coste del alquiler de una grúa para montaje de torre, puede ascender a los 80000$ semanales, unidos a los casi 100000$ que cuesta el transporte (mediante cuarenta camiones o más) .

Lo elevado de dichos costes justifica la búsqueda de medios alternativos para la construcción de torres de aerogeneradores.

Para montar dichas torres existen varios procedimientos que se puede seguir, entre ellos:

Montar una a una las dovelas sobre el resto de la torre ya montada, lo cual supone un problema cuando las dovelas no son autoestables. Este es el procedimiento empleado por otros fabricantes de estructuras de torres para antenas ATS, (siglas en inglés de "antenna tower structure") . Este proceso requiere un gran número de elevaciones y un complicado proceso de posicionamiento y sujeción de las dovelas 30 hasta que se tiene una sección completa formada sobre la anterior para la posterior ejecución de las juntas verticales y previamente al apilamiento de las dovelas de la siguiente sección.

Premontar secciones completas mediante la unión de dovelas, ejecutando las juntas verticales entre ellas en el suelo en las inmediaciones de la base de la torre y posteriormente montar secciones una encima de otra. Dicho procedimiento facilita en gran medida el montaje de la torre, al realizarse la mayor parte de las operaciones en el suelo. Este es el procedimiento protegido en la patente US7765766B2. Dicho 5 proceso de montaje comprende dos etapas:

una etapa de premontaje de secciones, en la cual las dovelas que con-forman una sección se ensamblan en la base de la torre y se procede a la ejecución de las juntas verticales de hormigón entre dovelas, y 10

una etapa de izado y apilado en la cual las secciones ya premontadas se colocan una sobre otra.

Es un objeto de la presente invención proveer de un procedimiento de montaje de torres de hormigón que reduzca los requerimientos para las grúas con respecto al primero de los 15 procedimientos a la par que simplifica el procedimiento de montaje en conjunto con respecto al segundo.

Además, es habitual en el estado de la técnica que la torre de hormigón sea de sección troncocónica, particularmente troncocónica, para soportar los elevados momentos en la 20 base. Por otro lado, en determinados diseños de torre la altura de las dovelas es mucho mayor que su altura. Esto hace que cuando la torre presenta conicidad, las dovelas no sean estables cuando se sitúan en posición vertical, pues la proyección horizontal del centro de gravedad cae fuera del perímetro definido por la base de la dovela.

Todos estos inconvenientes quedan solventados con la invención que se describe a continuación.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica en el cual se generan subconjuntos de secciones que se apilan sobre el resto de la torre, siendo dichos subconjuntos autoestables.

La invención se refiere también a la torre de hormigón obtenida con el procedimiento de montaje que se describirá a continuación y que comprende al menos dos secciones anulares apilables que comprenden a su vez al menos tres dovelas.

El procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica comprende las 5 siguientes etapas:

una etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto de una sección de torre formado por al menos dos dovelas en una zona próxima a la base de la torre;

un etapa de ensamblaje del subconjunto de la sección de torre mediante la unión de 10 al menos dos dovelas, de manera que el subconjunto ensamblado es autoestable; y

una etapa de apilado del subconjunto ensamblado sobre una sección de torre inmediatamente inferior.

En caso de que las secciones estén formadas únicamente por subconjuntos autoestables, 15 las etapas anteriores se repiten hasta que se lleva a cabo el apilado de todos los subconjuntos autoestables que conforman todas las secciones de la torre de hormigón.

En caso de que las secciones estén formadas por subconjuntos autoestables y dovelas restantes hasta completar la sección de la torre de hormigón, será necesario apilar también 20 las dovelas restantes para cada una de las secciones de la torre de hormigón.

Además, para asegurar una precisión dimensional adecuada de las secciones, la etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto de una sección de torre comprende las siguientes etapas previas a la etapa de ensamblaje del subconjunto: 25

una etapa de colocación una a una de todas las dovelas que conforman la sección de torre en la zona próxima a la base de la torre a nivel de suelo;

una etapa de posicionamiento de cada una de las dovelas que conforman la sección de la torre en relación con las dovelas contiguas de manera que se aseguren las tolerancias dimensionales de la sección final. 30

Además, para poder garantizar la misma posición que la lograda tras la etapa de posicionamiento llevada a cabo en la zona próxima a la base de la torre a nivel de suelo, de las dovelas restantes de la sección que no forman parte del subconjunto respecto a dicho subconjunto, o de subconjuntos entre sí, una vez se apilan, el procedimiento comprende, 35

previamente a la etapa de apilado del subconjunto y posteriormente a la etapa de posicionamiento de cada una de las dovelas que conforman la sección de la torre:

una etapa de disposición de unos elementos de control del posicionamiento relativo entre dovelas en zonas accesibles de dichas dovelas desde unas plataformas de la torre, que permiten llevar a cabo una etapa de control del 5 posicionamiento relativo entre dovelas posteriormente a la etapa de apilado de la sección que conforman y previamente al apilado de la sección inmediatamente superior. Así, dichos elementos de control del posicionamiento sirven...

1. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica que comprende las siguientes etapas:

una etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto (4, 14) de 5 una sección de torre formado por al menos dos dovelas (1, 11) en una zona próxima a la base de la torre;

caracterizado por que comprende además:

un etapa de ensamblaje del subconjunto (4, 14) de la sección de torre mediante la unión de al menos dos dovelas (1, 11) , de manera que el subconjunto (4, 14) 10 ensamblado es autoestable; y

una etapa de apilado del subconjunto (4, 14) ensamblado sobre una sección de torre inmediatamente inferior.

2. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según 15 reivindicación 1 caracterizado por que la etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto (4, 14) de una sección de torre comprende las siguientes etapas previas a la etapa de ensamblaje del subconjunto (4, 14) :

una etapa de colocación una a una de todas las dovelas (1, 11) que conforman la sección de torre en la zona próxima a la base de la torre a nivel de 20 suelo;

una etapa de posicionamiento de cada una de las dovelas (1, 11) que conforman la sección de la torre en relación con las dovelas (1, 11) contiguas de manera que se aseguren las tolerancias dimensionales de la sección final.

3. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 2 caracterizado por que comprende, previamente a la etapa de apilado del subconjunto (4, 14) y posteriormente a la etapa de posicionamiento de cada una de las dovelas (1, 11) que conforman la sección de la torre:

una etapa de disposición de unos elementos de control (3, 13) del 30 posicionamiento relativo entre dovelas (1, 11) en zonas accesibles de dichas dovelas (1, 11) desde unas plataformas de la torre.

4. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 3 caracterizado por que la etapa de disposición de unos elementos de control 35

(3, 13) del posicionamiento relativo entre dovelas (1, 11) lleva a cabo la identificación, previamente al apilado, de la posición referencia de las dovelas restantes (11) de la sección que no forman parte del subconjunto (14) respecto a dicho subconjunto (14) , o de subconjuntos (4) entre sí.

5. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 4 caracterizado por que comprende una etapa de control del posicionamiento relativo entre dovelas (1, 11) posteriormente a la etapa de apilado de la sección que conforman y previamente al apilado de la sección inmediatamente superior, donde se asegura que las dovelas restantes (11) quedan posicionadas respecto al subconjunto (14) 10 según la posición de referencia identificada mediante los elementos de posicionamiento relativo (3, 13) , es decir, de la misma manera que en la zona próxima a la base de la torre a nivel de suelo, o bien que los subconjuntos (4) quedan posicionados entre sí de la misma manera que en la en la zona próxima a la base de la torre a nivel de suelo.

6. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 caracterizado por que en la zona próxima a la torre se disponen unas bases de premontaje (2, 12) donde se lleva a cabo la etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto (4, 14) de una sección de torre formado por al menos dos dovelas (1, 11) y donde el procedimiento comprende: 20

una etapa de preparación de las bases de premontaje (2, 12) donde se asegura la horizontalidad y planitud de dichas bases de premontaje (2) que permite asegurar además la verticalidad y conicidad de la torre de hormigón, etapa previa a la etapa de colocación una a una de todas las dovelas (1, 11) que conforman la sección de 25 torre en las bases de premontaje (2, 12) .

7. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6 caracterizado por que la etapa de colocación y posicionamiento de al menos un subconjunto (4, 14) de una sección de torre, comprende, 30 entre la etapa de colocación una a una de todas las dovelas (1, 11) y la etapa de posicionamiento de cada una de las dovelas (1, 11) :

una etapa de obtención de la verticalidad y conicidad de la torre de hormigón en lo correspondiente a dicha sección, que a su vez comprende una etapa de certificación

de la verticalidad de la torre que permite retocar las posiciones relativas entre dovelas (1, 11) , y entre dovelas (1, 11) y bases de premontaje (2, 12) .

8. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la etapa de apilado del 5 subconjunto (4, 14) ensamblado sobre una sección de torre inmediatamente inferior comprende una etapa de posicionamiento en altura del subconjunto (4, 14) .

9. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 8 caracterizado por que la etapa de posicionamiento en altura del subconjunto 10 (4, 14) se lleva a cabo mediante la realización de una réplica de la superficie horizontal de la base de premontaje (2, 12) sobre la superficie superior de la sección inmediatamente inferior previamente a la etapa de apilado del subconjunto (4, 14) , mediante unos calces colocados en tres puntos por subconjunto (4, 14) y/o dovela (1, 11) , en unas posiciones angulares predeterminadas iguales para todas las secciones. 15

10. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 9 caracterizado por que en esas mismas posiciones angulares donde se colocan los calces se colocan una cuñas de control de la verticalidad, de manera que la suma de la superficie horizontal definida por los calces más la de las cuñas permitirá replicar 20 la posición lograda en la base de premontaje (2, 12) , una vez estén apilados los subconjuntos (4, 14) .

11. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 8 caracterizado por que la etapa de apilado del subconjunto (4, 14) ensamblado 25 sobre una sección de torre inmediatamente inferior comprende una etapa de comprobación de la situación del centro del subconjunto (4, 14) para que coincida con el eje vertical de la torre o de ajuste hasta que coincida en caso contrario.

12. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según 30 reivindicación 11 caracterizado por que posteriormente, se apila otro subconjunto (4) o las dovelas restantes (11) , y se vuelven a posicionar mediante la etapa de control del posicionamiento relativo entre dovelas (1, 11) hasta que los elementos de control del posicionamiento relativo (3, 13) den como resultado la misma posición que en las bases de premontaje (2, 12) . 35

13. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 12 caracterizado por que después de la etapa de apilado para cada uno de los subconjuntos (4) de la sección, el procedimiento comprende una etapa de fijación entre los subconjuntos (4) de la sección o entre el subconjunto (14) y las dovelas (11) restantes de la 5 sección mediante la disposición de unos elementos de unión provisional (5, 15) , de manera que se consigue dotar a la sección de una estabilidad adicional al menos hasta que se lleve a cabo la etapa de apilado de los subconjuntos (4) , o subconjuntos (14) y dovelas restantes (11) , de una sección inmediatamente superior.

14. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 13 caracterizado por que comprende además una etapa de ejecución de unas uniones definitivas (6, 16) entre subconjuntos (4) , o entre subconjuntos (14) y dovelas restantes (11) , que se lleva a cabo una vez que se ha llevado a cabo el apilado de todos los subconjuntos (4, 14) y dovelas (11) que conforman todas las secciones de la torre de 15 hormigón.

15. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 13 caracterizado por que la etapa de ejecución de las uniones definitivas (6, 16) entre subconjuntos (4) , o entre subconjuntos (14) y dovelas restantes (11) comprende una 20 etapa de realización de unas juntas verticales de hormigón.

16. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15 caracterizado por que la etapa de ejecución de las uniones definitivas (6, 16) entre subconjuntos (4) , o entre subconjuntos (14) y dovelas 25 restantes (11) se lleva a cabo una vez que se ha llevado a cabo el montaje de una góndola (7) del aerogenerador.

17. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 16 caracterizado por que comprende además una etapa de ejecución de unas 30 uniones definitivas (8, 18) entre secciones adyacentes que se lleva a cabo después de la etapa de ejecución de las uniones definitivas (6, 16) entre subconjuntos (4) o entre subconjuntos (14) y dovelas restantes (11) .

18. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 17 caracterizado por que la etapa de ejecución de unas uniones definitivas (8, 18) entre secciones adyacentes comprende una etapa de realización de unas juntas horizontales de hormigón.

19. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18 caracterizado por que la etapa de ejecución de las uniones definitivas (8, 18) entre secciones adyacentes se lleva a cabo desde la sección más alta hasta la sección más baja de la torre.

20. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la etapa de ensamblaje del subconjunto (4, 14) de la sección de torre mediante la unión de al menos dos dovelas (1, 11) , de manera que el subconjunto (4, 14) ensamblado es autoestable, se lleva a cabo uniendo dos dovelas contiguas (1) . 15

21. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 20 caracterizado por que la etapa de ensamblaje de un subconjunto (4) de la sección de torre formado por al menos dos dovelas contiguas (1) comprende una etapa de ejecución de las juntas verticales que quedan dispuestas entre dichas dovelas contiguas (1) . 20

22. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 21 caracterizado por que las etapas de ensamblaje y apilado del subconjunto (4) se repiten tantas veces para cada una de las secciones que conforman la torre de hormigón como subconjuntos (4) presente la sección en caso de que la sección este 25 formada por subconjuntos (4) en los que se ha llevado a cabo la unión definitiva (6) entre dovelas (1) antes del apilado.

23. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 caracterizado por que la etapa de ensamblaje del 30 subconjunto (14) de la sección de torre mediante la unión de al menos dos dovelas (11) , de manera que el subconjunto (14) ensamblado es autoestable se lleva a cabo uniendo dos dovelas (11) diametralmente enfrentadas.

24. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 23 caracterizado por que la unión de dichas dovelas (11) diametralmente enfrentadas se lleva a cabo mediante unos medios de unión provisional (19) que restringen el movimiento relativo entre ellas (11) .

25. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicación 24 caracterizado por que comprende una etapa de apilado de cada una las dovelas (11) restantes de la sección que no forman parte del subconjunto (14) ensamblado sobre la sección de torre inmediatamente inferior.

26. Procedimiento de montaje de torres de hormigón de sección troncocónica según reivindicaciones 13 y 25 caracterizado por que después de la etapa de fijación entre el subconjunto (14) de la sección y las dovelas (11) restantes de la sección mediante la disposición de los elementos de unión provisional (15) el procedimiento comprende una etapa de retirada de los medios de unión provisional (19) entre las dovelas (11) del 15 subconjunto (14) .

27. Torre de hormigón montada con el procedimiento descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.