ES2937682B2 - Método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos y cimentación nervada obtenida - Google Patents
Método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos y cimentación nervada obtenidaInfo
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Description
DESCRIPCIÓN
Método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos y cimentación nervada obtenida
Sector de la técnica.
La presente invención es aplicable en la construcción de cimentaciones para el soporte de torres de generadores eólicos.
Estado de la técnica anterior
Actualmente son conocidos diferentes tipos de cimentaciones para el soporte de generadores eólicos, y que comprenden de forma generalizada un fuste central, una losa horizontal, continua o discontinua, y una serie de jabalcones prefabricados y unidos entre sí y al fuste central por diferentes medios.
Concretamente, un primer tipo incluye las cimentaciones de jabalcones prefabricados para cimentaciones de gravedad con postesado en los jabalcones y que incluyen una viga perimetral inferior y otra superior, en la cabeza del pedestal, ejecutadas "in situ", al igual que la losa y el pedestal.
En este primer tipo de cimentaciones es posible incrementar el tamaño de los jabalcones prefabricados con el fin de eliminar la viga perimetral en la base, manteniéndose el postesado y la ejecución "in situ" de la losa, el pedestal y la viga superior.
La losa, el pedestal, y las vigas perimetrales de hormigón armado son construidos “in situ” en diferentes fases constructivas.
Un segundo tipo de cimentación, descrito en la patente EP2475872A, utiliza piezas prefabricadas con postesados en obra: un postesado en la losa inferior y otro en el pedestal.
Un tercer tipo incluye unas cimentaciones de 14 a 24 m de diámetro con un solo molde. La cimentación está constituida por 26 piezas: 2 anillos centrales y 8 losas perimetrales exteriores, 8 losas perimetrales interiores y 8 costillas radiales. El volumen de la cimentación puede variar de 250 m3 a 300 m3 con aproximadamente 43 Tn. de acero pasivo y 4000 kg. de acero activo en barras para postensado de las juntas entre el pedestal y las costillas. Las uniones entre losas exteriores y entre costillas y losas son con armadura pasiva. Se pueden ejecutar hasta 3 cimentaciones/semana.
Un cuarto tipo de cimentación, descrito en el documento DE102019126587A1, incluye una serie de piezas de hormigón armado y elementos de conexión metálicos que permiten unirlas, preferentemente con bridas metálicas.
En una realización de dicha cimentación cada una de las costillas prefabricadas cuenta con un perfil metálico en su parte superior que se une mediante bridas a la pieza metálica central. De esta manera se elimina el macizo central que las costillas tienen en la opción anterior.
En el documento US2017030045A1 se describe un quinto tipo de cimentación, formada por 6 a 8 vigas prefabricadas de alta resistencia, con anclajes al suelo, y mejoras del terreno.
Los antecedentes mencionados presentan de forma generalizada unos inconvenientes consistentes en que requieren una gran cantidad de hormigón para su construcción y en aquellos casos en los que se realiza la construcción “in situ”, la construcción de diferentes partes en sucesivas fases y con vertidos de hormigón espaciados en el tiempo, lo que puede suponer un incremento del tiempo de construcción.
Por tanto, el problema técnico que se plantea es el desarrollo de un método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos que permita reducir la cantidad de hormigón necesario para su construcción, y simplificar la construcción y el tiempo de ejecución de la cimentación.
Explicación de la invención
Para conseguir los objetivos propuestos el método de la invención se basa en la combinación de elementos metálicos y de elementos prefabricados de hormigón, y la integración de los mismos mediante un vertido de hormigón, en una única fase constructiva, sobre unos armados metálicos y unos conectadores metálicos solidarios a dichos elementos metálicos.
Concretamente el método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos, objeto de la invención, comprende:
- la colocación sobre el suelo de un mallazo central, en la zona elegida para la ubicación del generador eólico;
- la provisión de una virola central, de acero, provista de unos pernos conectadores distribuidos por su superficie exterior,
- la colocación de dicha virola central, con su eje geométrico en posición vertical, sobre el mallazo central,
- el montaje de un armado central en torno a la virola central, de modo que los pernos conectadores de la virola queden alojados en dicho armado central,
- la provisión de unas piezas prefabricadas que comprenden:
- una viga de hormigón provista de: un primer extremo, un segundo extremo, una base de la que sobresalen lateralmente unas varillas de armado, y una sección superior de la que sobresalen por el segundo extremo de la viga unas varillas de armado y,
- un tornapunta de acero con un primer extremo empotrado en la correspondiente viga y un segundo extremo que sobresale en dirección longitudinal y con una inclinación en sentido ascendente de dicha viga y dispone de unos pernos conectadores;
- la colocación de dichas piezas prefabricadas sobre el suelo, en disposición radial respecto a la virola central y distribuidas uniformemente en torno a la misma; de modo que el segundo extremo de las vigas quede enfrentado al perímetro del mallazo central y el segundo extremo de los tornapuntas, portador de pernos conectadores, quede alojado en el armado central;
- el armado de unos sectores comprendidos entre las bases de las sucesivas vigas radiales, y el macizado del armado central en la zona enfrentada a las vigas;
- el montaje de encofrados en torno al armado central, al macizado del armado central y al perímetro exterior de las bases de las vigas y de los armados existentes entre las mismas; - la obtención, mediante el hormigonado simultáneo de la totalidad de las zonas encofradas, de una cimentación monolítica de hormigón que solidariza las partes metálicas y que incluye: unas porciones de losa entre las vigas, una virola central de hormigón, un macizado central y las propias vigas (4) de hormigón.
Este método de construcción permite reducir significativamente la cantidad de hormigón utilizado por la utilización de los tornapuntas de acero incluidos en las piezas prefabricadas de hormigón.
Además los pernos conectadores de la virola central y de los tornapuntas de acero proporcionan una ventaja técnica al actuar de elemento de conexión de los mismos con el armado central, posicionado en torno a la virola central de acero; de igual modo, las varillas de armado que sobresalen frontal y lateralmente de las vigas prefabricadas de hormigón actúan de elementos de conexión con los armados situados entre dichas vigas prefabricadas, y con el armado central y el macizado situado en torno a la virola central de acero.
Los mencionados pernos conectadores y varillas de armado permiten colocar los diferentes elementos metálicos (virola, tornapuntas y armados) y la viga prefabricada de hormigón armado, en sus posiciones finales, y colocar los encofrados perimetrales, para realizar en una misma fase el vertido del hormigón en las zonas encofradas y obtener en una sola operación y en un corto espacio de tiempo el conjunto de la cimentación.
Los conectadores de la virola, hacen trabajar solidariamente al hormigón y a la virola metálica conformando una sección mixta, y los conectadores del tornapuntas de acero solidarizan el tubo de acero del tornapuntas con la sección de hormigón, de forma que se transmiten las cargas de la parte de hormigón a la parte metálica o viceversa únicamente embebiendo el tubo en el hormigón, lo que facilita la prefabricación y el montaje posterior con el fuste central de hormigón que rodea a la virola.
La utilización de estos conectadores constituye una ventaja constructiva importante respecto a otras alternativas, tales como soldar o atornillar los tornapuntas de acero a la virola metálica.
De acuerdo con la invención, este método de construcción comprende la utilización de una virola de sección cilíndrica o poligonal, de eje vertical, que queda dispuesta interiormente respecto a la virola central de hormigón y fijada a la misma por los conectadores externos, lo que supone una ventaja estructural ya que la virola central de acero no genera una discontinuidad en el hormigón de la virola central y evita la aparición en la misma de riesgos estructurales.
El método de la invención comprende la utilización de una virola central de acero que comprende en su extremo superior una brida soldada para el atornillado sobre la misma de la torre del generador eólico.
Esta invención también incluye la cimentación nervada construida de acuerdo con el método descrito anteriormente, cuyas características se encuentran recogidas en las reivindicaciones y se comprenderán a la vista de la exposición detallada del modo de realización incluido en las figuras que se describen a continuación.
Breve descripción del contenido de los dibujos.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una cimentación nervada para generadores eólicos construida según el metido de la invención.
- Las figuras 2 a 10 representan los sucesivos pasos del método del método de construcción de la cimentación nervada para generadores eólicos, según la invención.
Exposición detallada de modos de realización de la invención.
En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de una cimentación (10) construida de acuerdo con el método de la invención y que comprende una virola central (2) de acero, recubierta periféricamente por una virola central (12) y un macizado central (12) de hormigón conformados conjuntamente con unas porciones de losa (11) de hormigón situadas entre unas piezas prefabricadas que comprenden unas vigas (4) hormigón y unos tornapuntas (5) de acero que presentan sus extremos empotrados en las respectiva vigas (4) y en la virola central (12) de hormigón.
Como se muestra en las figuras 2 a 10, en método de la invención comprende los pasos siguientes:
Inicialmente, la colocación sobre el suelo de un mallazo central (1) como se muestra en la figura; la provisión de una virola central (2), de acero, mostrada en la figura 2 y provista de unos pernos conectadores (21) en su superficie exterior y su colocación, con su eje, con su eje geométrico en posición vertical, sobre el mallazo central (1) como se muestra en la figura 4, y el montaje de un armado central (3) en torno a la virola central (2), de modo que los pernos conectadores (21) queden alojados en dicho armado central (3) como se muestra en la figura 5.
A continuación, la provisión de unas piezas prefabricadas (4, 5), como la mostrada en la figura 6, que comprenden: - una viga (4) de hormigón provista de un primer extremo (41), un segundo extremo (42), una base (43) de la que sobresalen lateralmente unas varillas de armado (44), y una sección superior (45) de la que sobresalen por el segundo extremo de la viga unas varillas de armado (46) y, - un tornapuntas (5) de acero con un primer extremo empotrado en la correspondiente viga (4) y un segundo extremo (51) que sobresale en dirección longitudinal y con una inclinación en sentido ascendente de dicha viga (4) y dispone de unos pernos conectadores (51).
Dichas piezas prefabricadas (4, 5) se colocan sobre el suelo, en disposición radial respecto a la virola central (2) y distribuidas uniformemente en torno a la misma, como se muestra en la figura 7, de modo que el segundo extremo (42) de las vigas quede enfrentado al perímetro del mallazo central (1) y el segundo extremo (51) de los tornapuntas (5), portador de pernos conectadores (52), quede alojado en el armado central (3)
A continuación se realiza el armado (61) de los sectores comprendidos entre las bases (43) de vigas (4), y el macizado (62) del armado central (3) en la zona enfrentada a las vigas (4), como se muestra en la figura 8, y el montaje de encofrados (71, 72, 73) en torno al armado central (3), al macizado (62) del armado central (3) y al perímetro exterior de las bases (43) de las vigas (4) y de los armados (61) existentes entre las mismas como se muestra en la figura 9.
Finalmente, se realiza el hormigonado simultáneo de la totalidad de las zonas encofradas, para obtener la cimentación (10) representada en las figuras 1 y 10, que solidariza las partes metálicas, es decir la virola central (2) y los tornapuntas (5) y que comprende las porciones de losa (11) entre las vigas (4), la virola central de hormigón (12), el macizado central (13) y las propias vigas (4) de hormigón.
La cimentación nervada construida según el método descrito anteriormente, y representada en las figuras 1 y 9, comprende: una cimentación (10) monolítica de hormigón y unos tornapuntas (5) de acero con sus extremos empotrados en la mencionada cimentación (1) monolítica de hormigón.
La cimentación (10) monolítica de hormigón comprende una losa (11) de hormigón armado de la que sobresalen superiormente: una virola central (12) de hormigón un macizado central (13) de hormigón armado dispuesto en torno a dicha virola central (12) y de menor altura que dicha virola central (12), y unas vigas (4) de hormigón dispuestas radialmente en torno al macizado central (13).
Los tornapuntas (5) de acero están dispuestos radialmente en torno la virola central de hormigón y alineados con respectivas vigas (4) y que comprenden: un primer extremo empotrado en la correspondiente viga (4) de hormigón y un segundo extremo (51) que sobresale en dirección longitudinal y con una inclinación en sentido ascendente de dicha viga (4) y se encuentra empotrado en la virola central de hormigón.
Como se puede observar en el ejemplo mostrado, la virola central (2) de acero presenta su extremo superior descubierto, y provisto de una pluralidad de orificios (21) de anclaje del aerogenerador.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.
Claims (5)
1. Método de construcción de una cimentación nervada para generadores eólicos, que comprende:
- la colocación sobre el suelo de un mallazo central (1);
- la provisión de una virola central (2), de acero, provista de unos pernos conectadores (21) en su superficie exterior,
- la colocación de dicha virola central (2), con su eje geométrico en posición vertical, sobre el mallazo central (1),
- el montaje de un armado central (3) en torno a la virola central (2), de modo que los pernos conectadores (21) queden alojados en dicho armado central (3).
- la provisión de unas piezas prefabricadas (4, 5), que comprenden unas vigas (4) y unos tornapuntas (5);
- el armado (61) de los sectores comprendidos entre las bases (43) de vigas (4), y el macizado (62) del armado central (3) en la zona enfrentada a las vigas (4);
- el montaje de encofrados (71, 72, 73) en torno al armado central (3), al macizado (62) del armado central (3) y al perímetro exterior de las bases 43 de las vigas (4) y de los armados (61) existentes entre las mismas;
- la obtención, mediante el hormigonado simultáneo de la totalidad de las zonas encofradas, de una cimentación (10) monolítica de hormigón que solidariza las partes metálicas y que incluye: unas porciones de losa (11) entre las vigas (4), una virola central de hormigón (12), un macizado central (13) y las propias vigas (4) de hormigón;
caracterizadopor que cada viga (4) de hormigón está provista de un primer extremo (41), un segundo extremo (42), una base (43) de la que sobresalen lateralmente unas varillas de armado (44), y una sección superior (45) de la que sobresalen por el segundo extremo de la viga unas varillas de armado (46), y cada tornapuntas (5) de acero presenta un primer extremo empotrado en la correspondiente viga (4) y un segundo extremo (51) que sobresale en dirección longitudinal y con una inclinación en sentido ascendente de dicha viga (4) y dispone de unos pernos conectadores (51); siendo la colocación de dichas piezas prefabricadas (4, 5) sobre el suelo, en disposición radial respecto a la virola central (2) y distribuidas uniformemente en torno a la misma; de modo que el segundo extremo (42) de las vigas quede enfrentado al perímetro del mallazo central (1) y el segundo extremo (51) de los tornapuntas (5), portador de pernos conectadores (52) alojado en el armado central (3).
2. Método, según la reivindicación 1,caracterizadopor que comprende la utilización de una virola central (2) de acero, de sección cilindrica o poligonal, y de eje vertical, dispuesta interiormente respecto a la virola central (12) de hormigón.
3. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadopor que comprende la utilización de una virola central (2) de acero que presenta en su extremo superior una brida soldada para el atornillado sobre la misma de la torre del generador eólico.
4. Cimentación nervada para generadores eólicos, construida según el método de las reivindicaciones anteriores; que comprende una cimentación (10) monolítica de hormigón que comprende una losa (11) de hormigón armado de la que sobresalen superiormente: una virola central (12) de hormigón armado en la que se encuentra empotrada una virola central (2) de acero; un macizado central (13) de hormigón armado dispuesto en torno a dicha virola central (12) y de menor altura que dicha virola central (12), y unas vigas (4) de hormigón armado dispuestas radialmente en torno al macizado central (13),caracterizadapor que comprende unos tornapuntas (5) de acero dispuestos radialmente en torno la virola central de hormigón y que comprenden: un primer extremo empotrado en la correspondiente viga (4) de hormigón y un segundo extremo (51) que sobresale en dirección longitudinal y con una inclinación en sentido ascendente de dicha viga (4) y se encuentra empotrado en la virola central de hormigón.
5. - Cimentación, según la reivindicación 4,caracterizadapor que la virola central (2) de acero presenta un extremo superior descubierto, y provisto de una pluralidad de orificios (21) de anclaje del aerogenerador.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2937682 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230330 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2937682 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20240411 |