WO2015132438A1

WO2015132438A1 - Sistema constructivo para torres eólicas

Info

Publication number: WO2015132438A1
Application number: PCT/ES2015/070156
Authority: WO
Inventors: Jose Emilio Jimeno Chueca; Jose Luis Lleyda Dionis; José Salustiano Serna García-Conde
Original assignee: Inneo Torres, S.L.
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2015-09-11
Also published as: MX2016011518A; ES2545038A1; CN106460797A; EP3118453A4; US20170016242A1; ES2545038B1; EP3118453A1; MA39503A

Abstract

El sistema de la invención presenta una pluralidad de mejoras frente a los sistemas convencionales para la construcción de torres eólicas a base de tramos de hormigón armado, en orden a reducir sensiblemente los costes de fabricación. Entre ellas cabe destacar la obtención de un perfil quebrado a partir de tramos tronco-cónicos que se asemeje lo mas posible al perfil curvo ideal previsto para la torre, así como el empleo de cables pretesos adherentes que se tensan en factoría antes de colocar la ferralla, y tendones que transcurren por el interior de las dovelas, que permiten relacionar varías dovelas entre sí, la reducción en el espesor de las dovelas conjuntamente con la disposición de la ferralla en una sola capa, así como otras mejoras que se describen a lo largo de la presente invención.

Description

SISTEMA CONSTRUCTIVO PARA TORRES SOLICÁS

D E S C R í P CI Ó N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema constructivo para torres eóHcas, de! tipo de ¡as constituidas a partir de dovelas obtenidas en hormigón.

Ei objeto d la invención es proporcionar un estructuración sencilla de tos elementos que participan en ia torre, efe_. manera que se obtenga una mayor sencillez en la ejecución de los moldes de la geometría de las dovelas fabricadas, reduciéndose los tiempos de control y su coste, consiguiendo además mayor precisión en la fabricación de estos elementos.

Es además objeto de ia invención reducir el espesor general de las dovelas, y consecuentemente el volumen de hormigón necesario para la obtención d las mismas, con ei consecuente ahorro de costes y mayor facilidad de montaje debido a su menor peso, Asimismo, es Igualmente objeto de la invención reducir ¡a necesidad de mano de obra de ferrállisías y ios tiempos de colocación de dicha ferralla.

Estas y otras ventajas que se derivan de la nueva estructuración se irán viendo lo largo de la presente memoria,

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN_.

En el ámbito de aplicación práctica de ia invención, el de las torres eóíicas obtenidas a base de dovelas fabricadas en hormigón, la forre propiamente dicha se obtiene a partir de una pluralidad de módulos que se disponen veríicaímen e, obtenidos a partir de la unión d dos o mas dovelas, el© manera que el perfil de la. torre no es recto, sino que presenta unos i - radios de curvatura, del orden de 1000 a 5000m de radío.

Esto supone una enorme complejidad en io que se refier a ía obtención d los moldes de ¡as dovelas que participan en ia torre, ta que se traduce en un exhaustivo control y unos costes de fabricación sumamente elevados.

Si bien son conocidas igualmente torres cuyo perfil es completamente recto, co una derla inclinación, ia realidad es que, este tipo de torres solo son aptas para pequeñas alturas, dado que, sobrepasada cierta altura, la anchura de la torre a nivel inferior debe ser sumamente mayor que la anchura da la misma en niveles superiores, de forma no linea!,

A esta problemática, hay que añadirle la relativa a ía complejidad estructural de este tipo ele sistemas constructivos en So que a las juntas entre módulos y dovelas se refiere, a ios elevados espesores utilizados y empleo de dobles capas de ferralía, asi como el tesado de las diferentes piezas, todo lo cual se traduce en unos costes importantes, que seria deseable minimizar,

DESCRIPCIÓN DE LA I VHMCIÓM E! sistema constructivo para torres eólicas que la invención propone resuelve tíe form plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, merced a una solución ^■sencilla, pero de gran eficacia

De forma mas concreta, se fea previsto que los módulos verticale en que se divide la torre, obtenidos mediante ei empleo de dos o mas dovelas, estén obtenidos a partir de tramos tronco cónicos de directriz recta.

Dichos módulos presentarán un perfil recto, sí bien ía inclinación de ios mismos ser distinta, en contra de lo que sucede en las torres de perfil recio, de manera que el perfil final obtenido si bien no es curvo, se adapta a ia curva "idear' a partir de diferentes tramos de distintas inclinaciones, de manera que, dado que los radíos de curvatura ideales son del orden de 1000 a 5000 metros, ia torre obtenida prácticamente no tiene repercusión visual ni estructural con respecto al perfil "ideal", manteniéndose las cuantías de armadura.

Sin embargo, esta simplificación estructural reduce drásticamente los costes de fabricación ai precisar unos moldes mucho mas sencillos, reduciéndose^, ios tiempos de control y los costes, con mayor precisión en la fabricación de las doveias.

De acuerdo con otra de las caracteffsífcas de la invención, se ha previsto que en sustitución de los clásicos medios de fijación e las lunfas horizontales entre do elas, en la que participaban pernos prelensados y barras pasivas, las dovelas se relacionen verfícalment e t : si a partir de tendones de cable, ue discurren vértícaímente por el interior de las dovelas, y se hacen pasar por respectivos orificios practicados en respectivos elementos prominentes de ios bordes que se definen e ta junta, de manera que un mismo tendón de una dovela se relaciona por uno de sus extremos con la dovela inmediatamente superior, y por el otro extremo con la dovela inmediatamente inferior.

Estos elementos colaboran en resistir lo esfuerzos de funcionamiento en servicio del conjunto de la torre, de manera que no se trata de elementos adherentes, sino que están enfundados con un revestimiento y se tesan e el parque Iras el móntale de ios. tramos de la torre.

Similar estructuración se ha previsto a la hor de fijar la torre a Ja cimentación de manera que en sustitución de ios clásicas barras pasivas y pernos preiensados salientes de ía zapata que se anclaban al extremo inferior de la dovela en ía base de la torre, se h ^■. previsto qu de ia propia mpai& emerjan tendones de cable que se hacen pasar por conductos verticales en si extremo- inferio de las dovelas del tramo T* hasta empalmar con tendones de estas dovelas, tesándose por encima de la j a: horizontal entre el primer y el segundo tramo.

De est forma los tendones presentan una longitud suficientemente amplia para que el alargamiento, ai tesarlos, sea suficientemente grande para que tas pérdidas que se producen en e! anclaje de Jas cuñas, al retirar ios gatos, no disminuyan excesivamente el alargamiento del tesado y por ío tanto ía tensión del tendón. De acuerdo con otra de las características dé ta invención, se ha previsto reducir el espesor general cié las dovelas, reduciendo así el peso, lo que facilita el montaje de los tramos en el parque eólíca, sobre todo en torres de gran altura. Para ello, se ha previsto que la ferralia vaya dispuesta en una sola capa, en vez de en ¡as dos capas convencionales.

Paralelamente, se ha previsto e! uso de armaduras pretesas como parte da la armadura activa, de manera que además de los tendones que discurren^" por el interior de las dovelas, se disponen cordones adherentes que ss tensan en fábrica antes de colocar en el molde la ferralia general de la dovela, antes de' hormigonado de la misma.

Estos cordones colaboran con la armadura general de la dovela para resistir los esfuerzos de funcionamiento en servido de ia torre, teniendo adicionaímente dos funciones; por un lado, resistir tos esfuerzos de !a dovela en las operaciones de manipulación dé la misma, desmoldeo, acopio, transporte remoniaje, y paralelamente servir de apoyo y fijación de las parrillas de ferralia en la mayor parte de ta superficie de la dovela, eliminando parte de los elementos de separación de la ferralia y manteniendo los recubrimientos de hormigón previstos.

La especial configuración de la disposición de la ferralia en una sola capa, conjuntamente con la fijación mediante una capa de armaduras pretesas, puede reducir la necesidad de mano de obra de íerraílistas y fes tiempos de colocación de ía ferralia, De acuerdo con otra de las características de la invención, se ha previsto la inclusión de los anclajes de teado y manipulación en ias zonas regruesadas de la base y la cabeza de la dovela, de manera que, al reducir el espesor general de iá dovela no es preciso supleroentar ¡ocalmente ef espesor para colocar los ccf respondientes anclajes. De esta forma, el sobreespesor en ios extremos permite situar con holgura ios anclajes de manipulación, disminuyendo incluso su numero de 4 a 2 unidades en cada extremo.

Finalmente, cabe destacar el hecho de que, opcionaímente, ios cajetines que se definen en las ¡untas de unión horizontales para alojar los extremos act vos y pasivos de tesado de los tendones pueden ser eliminados, modificando la geometría de dichos extremos , de las dovelas, 1© que supone una simpifficacióñ en la fabricación d las mismas facilitando los trabajos de tesado en el parque eollc

DESC jPClÓM PE LOS 0BUJOS

Para complementar la descripción -que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayütíat a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo ca un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción_* un Juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente;

La figura 1.- Muestra una vista en perfil de una torre eófica, cuya escala ha sido deformada vertícalmente para poder advertir con mayor facilidad el perfil teórico de la torre e! perfil real de ja misma, La figura 2 - Muestra una vista esquemática en perspectiva de un tramo constituido por varias dovelas.

La figur 3.- Muestr un detalle en sección vertical del perfil de unión entre dovelas, correspondiente a una primera variante tía realización en la que se definen cajetines para alojar los extremos acltyos pasivos de tesado de ios tendones.

La figura 4.- Muestra una vist similar a la de la figura 3, pero correspondiente a un variante de realización en la que se eliminan los cajetines para alojar ios extremos activos y pasivos de tesado de los tendones.

Las figuras 5 y 6.- Muestran sendos detalles en seceldn secuenciales de los medios de fijación de la dovela inferior a ja zapata, La figura ?.~ Muestra, finalmente un detalle en sección de acuerdo con ürs piano de corte horizontal de una dovela, en orden a poder visualizar la armadura que participa en la misma.

REALIZACIÓN PREFERENTE PE LA INVENCíáH

Como se puede var en las figuras referidas, y en especial en las figuras 1 y 2, la torre (1) de la invención se constituye a partir de una serie de tramos verticales (2) obtenidos a m vez a partir de dos o mas dovelas (4), de manera que, frente ai perfil teórico Ideal curvo (3), que por cálculos debería presentar la torre, se ha previsto que dicho perfil se obtenga a partir de segmentos rectos (13), para lo cual los tramos verticales que participan en la torre presentan una configuración' en trancó de cono de directriz recta.

Consecuentemente, ios distintos tramos de la torre presentarán u perfil recto, si bien la inclinación de ios mismos será distinta, en contra de lo q sucede las. torres de perfil recto convencionales.

Tal y como se puede observa en las figuras 3 y 4, y de acuerdo con otra da las características de ta invención, se ha previsto que en sustitución de ios clásicos medios de fijación en las juntas horizontales entre dovelas, las dovelas se relacionen vertícaimente entre sí a partir de tendones de cable (§}, que discurren vertícaimente por el interior de las dovelas emergiendo en ambos extremos en posición perfectamente vertical para permitir en el proceso de montaje Introducción por respectivos orificios (6) practicados en respectivos elementos prominentes. (7) de los bordes que se definen en ¡a junta horizontal de fas dovelas (4), de manera que un mismo tendón (§^·)^' de una dovela m réíaóiona por uno de sus extremos con la dovela inmediatamente superior, y en el otro extremo con la dovela inmediatamente inferior, mediante los correspondientes ánetajoa activos |8), y pasivos #').

Los tertdonés (5), tal y como se ha comentado con anterioridad, están enfundados con un revestimiento y se tesan en el parque tras el montaje de los tramos dé la torre.

De acuerdo ya con las figuras 5 y 8, a a hora de fijar l torre a ta cimentación o zapata (9) •se_. ha previsto que de ¡a misma emerjan respectivos tendones verticales que mediante empalmes (10) se fijan a tendones (5) de las dovelas que van a formar ei primer tramo de torre, las ouaie Incorporan unos orificios longitudinales {11} por los que se hace pasar estos tendones, tesándose por encima cié ia junta horizonfal entr el primer y el segundo tramo, de modo que ios; tendones tengan una longitud suficientemente amplía para que el alargamiento a! tesarlos, sea suficientemente grande para que .las. pérdidas que se producen en el anslajg <3e las cuñas, a! retirar ios gatos, no disminuyan excesivamente él alargamiento del tesado y por lo tanto la tensión del tendón. En cuanto al espesor de las dovelas (4) s ha previsto que el mismo se vea reducido, reduciendo así el peso, lo que facilita el montaje de los tramos en el parque eolico, sobre todo en torres de gran altura.

Para ello, y tal como se observa sn la figura 7, se ha previsto que la ferraiia (12) vaya dispuesta en una sola capa, vez d en las dos capas convencionales.

De forma mas concreta, ha previsto el uso de armaduras pretesas como parte de ta armadura activa, de manera que además de los tendones ($} que discurren por el interior de las dovelas, s disponen los cordones o tendones {$^*}. adherentes que s tensa e fábrica antes de colocar en el molde la ferraiia generas de la dovela, antes del hormigonado de ia misma.

Estos cordones o tendones {§*), tal y como se ha comentado anteriormente colaboran con ia armadura general dé la dovela para resistir ios esfuerzos d funcionamiento en servicio de la torre, teniendo adioionalmente dos funciones; por un lado, resisti los esfuerzos de ta dovela en las operaciones de manipulación de la misma, desmqldeo,■ -acopio, transporte y premontaje, y paralelamente servir de apoyo y fijación de las parrillas de ferraiia n la mayor parle d ¡a superficie dar la dovela, eliminando parte de los elementos de separación de ia ferraiia y manteniendo los recubrimientos de hormigón previstos.

La reducción de espesor anteriormente comentada hace necesario desplazar los anclajes de izado y manipulación a fas zonas de la base y la cabeza de la dovela (4), correspondientes con ios sectores prominentes de mayor espesor (7), Dicho sofcreespesor

- ? ·· permite situar con holgura ios anclajes, disminuyendo incluso su número de 4 a 2 unidades.

Finalmente, y de acuerdo nuevamente con las figuras 3 y 4, los ©fomentos prominentes (7) en los que se establecen ios anclajes activos (8) y pasivos (8^!) de los tendones (5), y concretámente la superficie donde se fijan diehcs anclajes, pued constituir una superficie de revolución lisa, que se extiende circunferenoialmente, tal y como se muestra la figur 4, o bien establecerse cajetines o rehundidos puntuales, radíam nte distribuidos, como en el ejemplo de la figura 3,

Claims

R E i VI N D I C A C I O N E S

IV Sistema constructivo para torres solfeas, dei tipo de las constituidas a partir de una^. serie de tramos verticales (2) de hormigón armado, obtenidos mediante la unión de dos o mas dovelas (4), caracterizado porque ios distintos tramos {¾ que participan en ta torre p!Bsentari una configuración iromxHsSrtiea de directriz recta, d distinta inclinación para cada tramo, de modo que se obtenga un perfil quebrad lo mas aproximado ai perfil curvo teórico y óptimo, previste para la torre, 2^a - Sistema constructivo para torres eolicas, según reivindicación I^a, caracterizado porque fas dovelas (4) que participan en ios tramos (2) en ios que s divide la torre se relacionan verticalmente entre sí a partir de tendones (5) de cable, que discurren vertiealmenie por e! interior de ias dovelas, emergen en ambos extremos en posición perfectamente vertical, y se hacen pasar por respectivos orificios (8) practicados en respectivos elementos prominentes (7) de ios bordes que se definen en la junta horizontal de fas dovelas (4), de manera qu un mismo tendón (5) de una dovela se relaciona por uno de sus extremos co la dovela inmediatament superior, y por eí otro extremo con la dovela inmediatamente inferior. 3^a.- Sistema constructivo para torres eolicas, según reivindicación 2^a, caracterizado porque ios tendones (5), están enfundados con un revestimiento no adherenle,

4^a.~ Sistema constructivo para torres eóíieas, segón reivindicaciones 1^a a 3^B, caracterizado porque para la fijación- de la torre- a la zapata, se ha previsto que de la zapata (i) emerjan respectivos tendones (5"), que mediante empalmes {10} se fijan a ios tendones {§} de las dovelas que va a formar el primer tramo de torre, ias cuales incorporan unos orificios longitudinales (1 1) por los que se hacen pasar estos tendones, tesándose por encima de la Junta hori ontal entre el primer y el segando tramo de la torre, 5^a.- Sistema constructivo para torres eolicas, según reivindicación 1^a, caracterizado porque las dovelas presentan un menor espesor del convencional, de manara que la férralía (12) va dispuesta en una sola capa. 6* - Sistema constructivo para torres cólicas_» según reivindicación 2^S y 5^a, caracterizado porque las dovelas (4) Incluyen armaduras pretesas corno parte de ía armadura activa, de manera que además de ios tendones (5) que discurre por el interior de las dovelas, se disponen ios cordones o tendones (5^!) adherentes que se tensan en fábrica antes de colocar en el^' molde la. ferralla general de la dovela, previo ai hormigonado <fe la misma,

7^a.- Sistema constructivo para torres eofícas, según reivindicación 5^e, caracterizado porque las zo as de la base y !a cabeza de i dovela correspondientes con ios sectores prominentes (7) presentan un sobreespesor, sobre ios que se establecen los anclajes de izado y manipulación y los anclajes activos (8) y pasivos (8") de los tendones (5).

8^a.- Sistema constructivo para torres eóílóas, según reivindicación 2^®, caracterizado porque los anclajes activos (8) y pasivos (8'} de los tendones (5), se disponen sobre una superficie lisa de revolución que se extiende cireunferencíalmente,

Sistema constructivo para torres eóíicas, según reivindicación 2°, caracterizado porque los anclajes activos (fí y pasivos (8') de ios tendones (5), se disponen en una serse de cajetines (14 o rehundidos puntuales, radiaimente distribuidos.