ES2415058B2 - Mejoras en el procedimiento de instalación de torre para uso aguas adentro. - Google Patents

Mejoras en el procedimiento de instalación de torre para uso aguas adentro. Download PDF

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Abstract

Procedimiento de instalación de torre para uso aguas adentro, en concreto de una subestructura, que comprende básicamente los pasos de: a) fabricar en seco un cimiento comprendiendo un bloque hecho principalmente de hormigón y fabricar en seco un tramo de base de un fuste; b) aplicar dicho tramo de base a dicho bloque de cimiento, formando un conjunto denominado “unidad de partida; c) desplazar dicha unidad de partida hasta el punto de instalación de dicha subestructura; y d) accionar de manera controlada unos primeros medios de válvula de lastrado de una manera tal que dicha unidad de partida se hunde hasta reposar en el fondo; habiendo colocado dicho bloque de cimiento o dicha unidad de partida en la masa de agua en la que se encuentra el punto de instalación de dicha subestructura.

Description

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especialmente las construcciones marinas.
Por ello, la presente invención potencia el empleo del hormigón estructural para la torre como material técnica y económicamente ventajoso en diversos aspectos, en particular para aplicaciones en el exigente y agresivo medio marino. Aunque el empleo de estructuras metálicas es mayoritario en elementos flotantes móviles, como extensión de la práctica naval y siempre ligado a un mantenimiento ininterrumpido, el hormigón es en cambio una alternativa ventajosa y por ello más habitual en todo tipo de construcciones marítimas de tipo fijo (puertos, diques, muelles, espigones, plataformas, faros, etc.).
Esto es fundamentalmente debido a la durabilidad,
robustez
y resistencia estructural, a la reducida
sensibilidad
a la corrosión marina y al servicio
prácticamente
libre de mantenimiento del hormigón
estructural. Con un adecuado diseño, su sensibilidad a la fatiga es además muy reducida. Su vida útil suele superar los 50 años.
Además el hormigón ofrece ventajas por su tolerancia frente a impactos o choques, pudiendo diseñarse por ejemplo para soportar las fuerzas generadas por hielo a la deriva o el impacto de pequeños buques, además de por la facilidad y economía de su eventual reparación.
El hormigón estructural es además un material de construcción universal, y las materias primas y medios para su elaboración son accesibles a nivel mundial y de
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instalación de dicha subestructura, hasta el punto de instalación de dicha subestructura, y
d) accionar de manera controlada dichos primeros medios de válvula de lastrado de dicho bloque de cimiento y/o dichos segundos medios de válvula de lastrado de dicho tramo de base como para abrir un paso a su interior e introducir lastre a su interior a través de dicho paso de una manera tal que dicha unidad de partida incluyendo dicha configuración multipiel se hunde hasta reposar en el fondo.
El procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención comprende además el paso de:
después del paso a) y antes del paso c): e) colocar dicho bloque de cimiento o dicha unidad de partida en la masa de agua en la que se encuentra el punto de instalación de dicha subestructura.
Por ejemplo, dicho bloque de cimiento y dicho tramo de base se forman en seco mediante el uso de diques secos y exclusas, o incluso diques flotantes, con el fin de permitir la flotación del bloque de cimiento y el tramo de base desde el mismo punto de su fabricación, o mediante el uso de rampas como las empleadas para el fletado de grandes buques y otras estructuras marinas.
El procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención puede comprender además el paso de:
después del paso e): f) colocar dicho bloque de cimiento en una posición tal que dichos primeros medios de válvula de lastrado están sumergidos al menos parcialmente en la masa de agua en la que se encuentra el
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punto de instalación de dicha subestructura.
Si el procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención incluye el paso f), el lastre que se introduce en el paso d) puede ser agua procedente de la masa de agua en la que se encuentra el punto de instalación de dicha subestructura.
El procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención también puede comprender el paso de:
después del paso a) y antes del paso c): g) aplicar lateralmente a dicho bloque de cimiento y/o a dicho tramo de base al menos una estructura auxiliar de flotabilidad positiva.
En caso de que dicho fuste se forme a partir de más de dos tramos, el procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención también comprende el paso de: después del paso a) y antes del paso c), dicho procedimiento comprende además el paso de:
h) aplicar al menos un tramo de superposición no incluido en dicha configuración multipiel a dicho bloque de cimiento y/o a dicho tramo de base y/o a dicha estructura auxiliar; y/o
-después del paso a), dicho procedimiento comprende además el paso de:
h’) desplazar al menos un tramo de superposición no incluido en dicha configuración multipiel, de manera autoflotante, por la masa de agua en la que se encuentra el punto de instalación de dicha subestructura, hasta el punto de instalación de dicha subestructura, estando dichos tramos de superposición no incluidos en dicha
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superposición y/o a dicha estructura auxiliar.
Preferiblemente, dichos medios de aerogenerador se aplican en el paso j) a dicho bloque de cimiento y/o a dicho tramo de base y/o a dichos tramos de superposición y/o a dicha estructura auxiliar en una posición temporal, esto es, en una posición diferente a la posición que ocupan en condición instalada, en cuyo caso el procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención comprende además el paso de:
después del paso j): k) disponer dichos medios de aerogenerador de modo que asumen la posición prevista para la condición instalada.
El procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención también puede comprender el paso de:
después del paso a) y antes del paso i): l) aplicar a dicho bloque de cimiento y/o a dicho tramo de base y/o a dicha estructura auxiliar unos medios de elevación externos para el montaje de torres.
En el procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, dicho bloque de cimiento está configurado como para tener la flotabilidad requerida para el paso c). De manera adicional o alternativa, dicha unidad de partida está configurada como para tener la flotabilidad requerida para el paso c).
Igualmente, dichos tramos de superposición implicados en el paso h’) están configurados como para tener la flotabilidad requerida para el paso h’). También al menos parte de dichos tramos de superposición
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implicados en el paso h) pueden estar configurados como para tener flotabilidad.
Opcionalmente, dicho bloque de cimiento es multicelular (es decir, está dividido internamente en recintos estancos mediante tabiques). En este caso, al menos uno de dichos tabiques puede incluir primeros medios de válvula de distribución para poner en comunicación de fluido recintos estancos adyacentes, en cuyo caso dichos primeros medios de válvula de distribución se pueden accionar de manera que provoquen un lastrado espacialmente selectivo de dicho bloque de cimiento, como para ayudar a la orientación de dicha unidad de partida durante el transporte o el hundimiento
o el fondeo.
Además, dicho bloque de cimiento puede tener forma de plataforma, preferiblemente configurada en forma de cajón de planta poligonal (por ejemplo cuadrangular u octogonal) o circular.
Dicho tramo de base puede comprender segundos medios de válvula de lastrado, para abrir un paso al interior de dicho tramo de base y permitir en el paso d) el lastrado de dicho tramo de base a través de dicho paso. En caso de estar cerrado herméticamente, puede ser multicelular (es decir, estar dividido internamente en recintos estancos mediante tabiques). Al menos uno de dichos tabiques puede incluir segundos medios de válvula de distribución para poner en comunicación de fluido recintos estancos adyacentes, de modo que dichos segundos medios de válvula de distribución se pueden accionar de
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aerogenerador para la repotenciación on-shore implica también la sustitución de toda la subestructura, que al tratarse de una fracción menor del coste total tiene una influencia limitada sobre la rentabilidad de dicha repotenciación; en el caso off-shore, en cambio, la inversión destinada a la subestructura supone una fracción muy superior del total y su completa sustitución penalizaría mucho la rentabilidad de una posible repotenciación.
•
Los aerogeneradores de mayor potencia y diámetro de rotor requieren un mayor distanciamiento entre posiciones para evitar que la presencia de una turbina afecte en exceso las condiciones de viento en turbinas vecinas. Planificar en origen la repotenciación sobre la misma subestructura implicaría por tanto prever de partida unas interdistancias entre aerogenadores superiores a las estrictamente necesarias en primera fase. Ello supone un inconveniente en parques on-shore por la mayor ocupación de terrenos, que sin embargo se reduce significativamente cuando se trata de un parque off-shore.
•
En un parque on-shore, las cargas y requerimientos sobre la subestructura que gobiernan su diseño y coste son debidas casi exclusivamente al aerogenerador. En las torres off-shore, en cambio, una parte muy importante de las solicitaciones sobre la torre y el cimiento se deben a la acción del oleaje y las corrientes que son independientes del aerogenerador. En consecuencia, un aumento en el tamaño del aerogenerador supone un incremento relativo en las cargas totales sobre la subestructura que es muy inferior al equivalente en el caso on-shore, en particular cuando se trata de
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turbina, en relación con los últimos desarrollos y el estado de la técnica, puede ser muy inferior a la propia vida útil del aerogenerador establecida en general en los 20 años. Prever que la tendencia sea similar en el naciente sector de la eólica off-shore, y que por tanto la rentabilidad pueda mejorarse mediante la incorporación de tecnología futura más eficiente (repotenciación) en un plazo inferior a los 20 años, puede por ello estar lleno de sentido técnico y económico.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Estas y otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción de una realización de la invención, dada solamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
la figura 1 muestra esquemáticamente una vista frontal de una realización de torre off-shore que puede ser montada siguiendo el procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente una vista en planta de una primera unidad de partida que está siendo desplazada con tramos de superposición sobre ella;
la figura 3 muestra esquemáticamente una vista en planta en corte de la configuración interna del bloque de cimiento de la unidad de partida de la figura 2;
la figura 4 muestra esquemáticamente una vista
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detalle del conjunto de las figuras 7-10, concretamente la configuración multipiel de unos tramos de superposición soportados por una estructura auxiliar de flotabilidad del conjunto de las figuras 7-10;
la figura 12 muestra esquemáticamente una vista en planta de un conjunto de unidades de partida con estructuras auxiliares de flotabilidad comunes;
la figura 13 muestra esquemáticamente una vista frontal de una tercera unidad de partida que está siendo desplazada, con tramos de superposición y medios de montaje de torres sobre ella;
la figura 14 muestra esquemáticamente una vista frontal correspondiente a la figura 13 pero en un momento posterior de un procedimiento de instalación;
la figura 15 muestra esquemáticamente una vista frontal en corte de una cuarta unidad de partida que está siendo desplazada;
la figura 16 muestra esquemáticamente un tramo de superposición transportado independientemente de la unidad de partida, en tres etapas diferentes de un procedimiento de instalación;
la figura 17 muestra esquemáticamente una vista frontal, parcialmente en corte, de una unidad de partida con tramos de superposición sobre ella en configuración multipiel incluyendo el tramo de base, en condición de desplazamiento, de acuerdo con la presente invención; y
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