WO2020115341A1 - Cimentacion para torres eólicas - Google Patents

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WO2020115341A1
WO2020115341A1 PCT/ES2019/070791 ES2019070791W WO2020115341A1 WO 2020115341 A1 WO2020115341 A1 WO 2020115341A1 ES 2019070791 W ES2019070791 W ES 2019070791W WO 2020115341 A1 WO2020115341 A1 WO 2020115341A1
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beams
foundation
concrete
wind
phase
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PCT/ES2019/070791
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Jesús MONTANER FRAGÜET
José Manuel SORAZU ECHAVE
Mariano PÉREZ ABADÍA
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Hws Concrete Towers, S.L.
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    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • This descriptive memory refers, as its title indicates, to a foundation for wind towers of the type used to support both metal towers and concrete towers in wind turbines, which uses precast concrete beams combined with small footings concreted in -situ, these beams being structurally related in the central part of the foundation by means of union and support elements of the tower.
  • the invention relates to the field of foundations used as supports for both metal towers and concrete towers in wind turbines.
  • This type of foundation presents a large number of drawbacks, among which we can mention that it needs a deep excavation prior, on the order of a diameter of more than 18 meters, with a depth of about 4 meters at least, and uses a large quantity of both concrete, on the order of about 400 m 3 or greater, and metal reinforcement or ironwork, of the order of 38,000 kg or more, in addition to a high section All this implies a great economic cost and a long construction time.
  • these lateral reinforcements take the form of precast concrete javelins or bars or metal elements, as we can see in patents ES2544806 "Improved foundation for a wind turbine tower or ES2601232" Foundation for wind power plants ".
  • the foundation for wind towers object of the present invention has been devised, which combines at least three prefabricated beams arranged horizontally in a radial manner, with reinforced concrete footings, made on-site, of small size, which support the outermost ends of the beams through a support ball joint, linear or spherical, which may or may not have displacement restrictions in one or more directions, in the central part of said footing, which allows all the supported effort to be distributed equally by the footing.
  • the ends are also fixed by means of anchors between the end of the beam and the footing to avoid overturning the tower.
  • the different beams are joined together in the central part of the foundation by means of union.
  • Precast beams can be concrete, metal, or a combination of both.
  • the footings can take different shapes and depths, even on the same foundation, adapting to the peculiarities of each terrain.
  • three precast beams will be used, one of which is approximately twice the length of the other two beams, in this case the inner ends of the smaller beams being joined to the central part of the larger beam, forming a cross-shaped plantar structure.
  • This structure has been shown to be optimal in terms of ease of manufacture, transport and performance.
  • wind tower is metallic and the other for the case that the wind tower is made of concrete at least in its lower part, that is, that it is entirely made of precast concrete, either in Sections either in voussoirs, or combine a majority bottom of the concrete tower with a top of the metal tower.
  • the support means of the beams also include a ballast concrete filling, located below ground level at the beam joint, on which is a top slab emerging above the level. from the ground, to anchor the metal tower.
  • the support means of the beams also comprise a hollow tensioning chamber closure made with precast concrete elements with a circular or polygonal sector plan and wall on the external side, placed between the interior sections of the beams, and an upper slab, with a circular crown plan, on the Joining of the beams, to support the precast concrete tower and anchoring the vertical post-tensioning of the tower.
  • the precast concrete tower rests on the upper slab, and the vertical post-tensioning of said tower crosses the upper slab through the appropriate perforations or pipes, up to the hollow tensioning chamber, where the means to carry out the post-tensioning and fixing the cables that provide rigidity to the tower.
  • the beams are preferably rectangular in section, with a greater height in the central section and a lower height at the ends.
  • the highest sections are normally oriented downwards in such a way that most of the foundation is buried below ground level, only part of the upper slab emerging, minimizing the visual impact.
  • Another important advantage is that the necessary excavation is much less both in volume and depth, not requiring ramps to lower heavy machinery as is usual in the case of conventional foundations with several meters depth. This results in a significant saving of time and economic cost.
  • Another advantage of the present invention is that, unlike conventional techniques, the bottom of the shoes does not need to be perfectly leveled or smoothed, which also results in additional time and cost savings.
  • this foundation can be easily adapted to different types of soil, both homogeneous soils, heterogeneous soils or poor soils, facilitating the installation of wind towers in areas where it was not possible with conventional foundations, without loss of capacity.
  • figure -1 - shows some sectional and plan views of a foundation for metal towers, with most of the foundation below ground level.
  • Figures -2a-, -2b- and -2c- show us sectional views of various footing sections usable depending on the type of soil, in a foundation for metal towers, with most of the foundation below grade ground.
  • Figure -3- shows views in section and plan of a foundation for towers that are made of concrete, in whole or in part, with most of the foundation below ground level.
  • Figures -4a-, -4b- and -4c- show us sectional views of various footing sections usable depending on the type of soil, in a foundation for towers that are made of concrete, in whole or in part, with the Most of the foundation below ground level.
  • Figure -5- shows views in elevation and plan of the upper slab for anchoring the metal tower.
  • Figure -6- shows elevational and plan views of a precast concrete element for closing the tensioning chamber for towers that are made of concrete, in whole or in part.
  • Figure -7- shows elevation and plan views of the upper slab to support towers that are made of concrete, in whole or in part.
  • Figure -8- shows a sectional view of a foundation for metal towers, with part of the foundation above ground level.
  • Figure -9- shows a sectional view of a foundation for towers that are made of concrete, in whole or in part, with part of the foundation above ground level.
  • FIG. -1- and -3- some foundation examples for wind towers are illustrated, comprising at least three prefabricated beams (2a, 2b, 2c) arranged horizontally in a radial manner, the end or ends of which are more each are supported on a concrete footing (1), through a support ball joint (3) in the central part of said footing (1), and are also fixed by a plurality of anchors (4) between the end of the beam (2a, 2b, 2c) and the footing (1), the different beams being joined together in the central part of the foundation by means of joining means.
  • the support ball (3) may be linear or spherical, and may or may not have displacement restrictions in one or more directions.
  • the precast beams (2a, 2b, 2c) can be concrete, metal, or a combination of both.
  • the means for securing the beams (2a, 2b, 2c) include the use of conventional techniques for joining precast concrete elements, such as threaded rods, brackets, reinforcement ends for concreting in other housings. beam, tongue and groove, post-tensioned strands, etc ...
  • the first of them refers to the case that the wind tower is metallic, as illustrated in Figures -1 -, -2- and -5-, and in this case the means of joining the beams (2a, 2b , 2c) further comprise a ballast concrete filling (5), located below ground level (8) at the joist joint (2a, 2b, 2c), on which is a top slab (6) emerging on ground level (8), for anchoring the metal tower (7).
  • Ballast concrete filling (5) can be carried out both on traditional recoverable formwork of wood, metal or a combination of both, and on precast concrete element formwork.
  • figure -2- it is shown how the upper slab (6) for anchoring the metal tower (7) adopts a preferably circular plan, which can also be polygonal, preferably being made of reinforced concrete with at least HA-50 resistance.
  • the anchoring of the metal tower (7) to the upper slab (6) will be carried out with conventional techniques for anchoring to the foundation, such as threaded rods with nuts, bolts, etc ...
  • the second embodiment variant refers to the case where the wind tower is made of concrete at least in its lower part, as illustrated in figures -3-, -4-, -6- and - 7-, and in this
  • the means for securing the beams (2a, 2b, 2c) also include precast concrete elements (10) placed between the inner ends of the beams (2a, 2b, 2c), defining a hollow clamping chamber (9) , and an upper slab (11), on the union of the beams (2a, 2b, 2c) and on the tensioning chamber (9), to support the concrete tower (12) and anchor the vertical post-tensioning (13) of the tower.
  • the precast concrete elements (10) adopt a plan chosen from the group consisting of a circular sector with an angle depending on the number of beams used, and polygonal, having a vertical wall on the side or sides not adjacent to the beams only.
  • the precast concrete elements (10) are illustrated with a circular sector plan, with an angle of 90 ° in the case shown, and a vertical wall at the curved end only.
  • the upper slab (11) comprises access gaps to the tensioning chamber (9), preferably being made of prestressed concrete with resistance of at least HP-50.
  • the concrete tower (12) rests on the upper slab (11), and the vertical post-tensioning (13) of said tower goes through the upper slab (11) through the appropriate perforations or pipes, up to the tesado chamber (9 ) hollow, where the means for post-tensioning and fixing the cables that provide rigidity to the tower are located, as is common practice in towers formed from sections or precast concrete segments.
  • FIGS -2a-, -2b-, -2c-, -4a-, -4b- and-4c- it is possible to adopt different configurations of shape, dimensions and depth of all or some of the footings, to adapt the foundation to the particularities of each land where the tower is to be installed.
  • figures - 2a- and -4a- show us footings at the same depth level, corresponding to a homogeneous terrain.
  • Figures -2b- and -4b- show us footings at different depth levels, corresponding to heterogeneous terrain or terrain with differences in level.
  • figures -2c- and -4c- show us piloted deep foundation footings, for poor terrain.
  • the beams (2a, 2b, 2c) will preferably be rectangular in section, with a greater height in the central section and a lesser height at the ends.
  • the sections with the highest height will normally be oriented downwards, as shown in Figures -1 -, -2-, -3- and -4-, in such a way that most of the foundation is buried below ground level. from the ground (8), minimizing the visual impact.
  • the first phase of preparing the ground includes the excavation of the trays for the footings (1), of trenches between them to accommodate the beams (2a, 2b), and of the central tray for the union of the beams (2a, 2b) and for the filling of ballast concrete (5) or precast concrete elements (10), as appropriate.
  • the second phase of concreting the footings (1) comprises a step for preparing the formwork, a step for placing the metal reinforcement, a step for placing the support ball joint (3) and the anchors (4), and a concrete pouring step.
  • the third phase of setting the footings (1) will be carried out for a time appropriate to the shape and volume of concrete used.
  • the fourth phase of assembly of the precast beams (2a, 2b) comprises a step of placing the beams, by means of a crane, in their trench with their outer ends on the support ball joint (3), a joint step between the inner ends of the beams (2a, 2b), or the inner ends of the beams (2b) with the middle part of the beam 2a in case that it is double-length, by means of conventional techniques of joining precast concrete elements, and a step of joining the outer ends to the footings (1) by means of the anchors (4).
  • the fifth phase of realization of the connection of the beams (2a, 2b) in the central part comprises a step of realizing the filling of ballast concrete (5), and a step of realizing of the upper slab (6) on the joint of the beams (2a, 2b).
  • the fifth phase of realizing the connection of the beams (2a, 2b) in the central part comprises an assembly step of the precast concrete elements (10) in the gaps that remain between the beams (2a, 2b, 2c) in the central part by means of conventional techniques for joining precast concrete elements, defining a hollow stressing chamber (9), and a step for making the upper slab (11 ) on the joist connection (2a, 2b).

Abstract

Cimentación para torres eólicas del tipo de las utilizadas para soportar tanto torres metálicas como torres de hormigón de aerogeneradores, que utiliza unas vigas prefabricadas, de hormigón o metálicas, combinadas con unas zapatas de reducido tamaño hormigonadas in-situ, estando estas vigas relacionadas estructuralmente en la parte central de la cimentación mediante unos elementos de unión y de soporte de la torre. La invención que se presenta aporta la principal ventaja de conseguir una notable reducción del volumen de materiales empleados, tanto hormigón como ferralla, con una gran reducción en el tiempo de montaje y su consiguiente gran ahorro económico, además de una facilidad de adaptación a diferentes terrenos.

Description

DESCRIPCION
Cimentación para torres eólicas
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a una cimentación para torres eólicas del tipo de las utilizadas para soportar tanto torres metálicas como torres de hormigón en aerogeneradores, que utiliza unas vigas prefabricadas hormigón combinadas con unas zapatas de reducido tamaño hormigonadas in-situ, estando estas vigas relacionadas estructuralmente en la parte central de la cimentación mediante unos elementos de unión y de soporte de la torre.
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de los cimientos utilizados como soporte tanto para torres metálicas como para torres de hormigón en aerogeneradores.
Estado actual de la técnica
En la actualidad las torres eólicas o aerogeneradores son ampliamente utilizados principalmente para la generación de energía eléctrica. Su elevada altura hace necesario un firme anclaje al suelo que, en la mayor parte de las instalaciones, se realiza mediante una cimentación mayormente troncocónica, realizada con hormigón armado, tal y como podemos encontrar recogido en las patentes ES2659523 “Método para erigir un aerogenerado , ES2685834“Una torre de turbina eólica y método para alterarla frecuencia propia de una torre de turbina eólica” y ES2347742 “Cimentación de aerogeneradof’. En la patente ES2571731 “Cimiento de planta de energía eólica, así como planta de energía eólica " vemos recogido específicamente la armadura para cimiento convencional utilizada. Este tipo de cimentación presenta un gran número de inconvenientes, entre los que podemos citar que necesita una profunda excavación previa, del orden de un diámetro de más de 18 metros, con una profundidad de unos 4 metros como mínimo, y utiliza una gran cantidad tanto de hormigón, del orden de unos 400 m3 o mayor, como de armadura metálica o ferralla, del orden de 38.000 kg. o mayor, además de elevada sección. Todo ello implica un gran coste económico y un elevado tiempo de construcción.
Con el fin de soslayar parcialmente estos problemas, y emplear menos hormigón y ferralla, en algunos casos se realiza una estructura mayormente cilindrica, con unos refuerzos estructurales periféricos en forma de radios o jabalcones, ambos hormigonados in-situ. Ejemplos de estas estructuras los podemos ver en las patentes WO2016116645 “Torre de hormigón”, WO2015185770 “Sistema de cimentación para torres y procedimiento de instalación del sistema de cimentación para torres " y ES2524840“Sistema de cimentación para torres y procedimiento de instalación del sistema de cimentación para torres".
En otros casos, estos refuerzos laterales adoptan la forma de jabalcones prefabricados de hormigón o de barras o elementos metálicos, tal y como podemos ver en las patentes ES2544806 “Cimentación mejorada para una torre de aerogenerado ó ES2601232“Cimiento para plantas de energía eólica".
Sin embargo, estas realizaciones no consiguen solventar los principales problemas debidos al gran volumen de cimiento a hormigonar in-situ, y a la complejidad y volumen del armado, tal y como hemos citado antes. A estos problemas debemos añadir que, para un correcto fraguado, el hormigonado debe de hacerse de forma continua, sin interrupciones, necesitando un suministro estable de un alto volumen de hormigón, que en muchas regiones o países es difícil o imposible de conseguir. Tampoco es fácil de conseguir en muchos países de economías reducidas el elevado volumen de ferralla necesaria para la armadura.
Otro problema adicional es que para la excavación necesaria se requiere la realización de rampas para el descenso de maquinaria pesada al tener que excavar a tanta profundidad, incrementando el tiempo de trabajo. Así mismo el fondo de la excavación requiere ser nivelado y alisado.
Todo esto origina que el tiempo habitual de excavación, preparación, hormigonado y fraguado esté sobre las 3 ó 4 semanas, lo cual multiplicado por el elevado número de aerogeneradores de cada parque obliga a unos costes económicos muy grandes. Un inconveniente adicional es que este tipo de cimentación es difícil de adaptar a terrenos heterogéneos o terrenos deficientes, requiriendo en la mayor parte de los casos una inversión mayor todavía, o incluso imposibilitando la instalación de aerogeneradores en algunos terrenos.
Descripción de la invención
Para solventar la problemática existente en la actualidad en cuanto a la cimentación de aerogeneradores se ha ideado la cimentación para torres eólicas objeto de la presente invención, la cual combina al menos tres vigas prefabricadas dispuestas horizontalmente de manera radial, con unas zapatas de hormigón armado, realizadas in-situ, de reducido tamaño, que soportan los extremos más exteriores de las vigas a través de una rótula de apoyo, lineal o esférica, que puede tener o no restricciones de desplazamiento en una o más direcciones, en la parte central de dicha zapata, que permite que todo el esfuerzo soportado se reparta por igual por la zapata, Los extremos están asimismo fijados mediante unos anclajes entre el extremo de la viga y la zapata para evitar el vuelco de la torre. Las distintas vigas están solidarizadas entre sí en la parte central de la cimentación mediante medios de unión. Las vigas prefabricadas pueden ser de hormigón, metálicas, o una combinación de ambas.
Las zapatas pueden adoptar distintas formas y profundidades, incluso en una misma cimentación, adaptándose a las peculiaridades de cada terreno.
Preferentemente se utilizarán tres vigas prefabricadas, una de las cuales es aproximadamente del doble de longitud que las otras dos vigas, estando en este caso los extremos interiores de las vigas menores solidarizadas con la parte central de la viga mayor, conformando una estructura plantar en cruz. Esta estructura se ha mostrado la óptima en términos de facilidad de fabricación, transporte y prestaciones. Sin embargo es asimismo posible realizar la cimentación objeto de la invención, de forma alternativa, con una pluralidad de vigas de la misma o diferente longitud, en número mayor o igual que tres, unidas por sus extremos interiores, y con sus extremos exteriores relacionados de la misma forma cada uno con una zapata.
Se describen dos vahantes de realización, una para el caso de que la torre eólica sea metálica y otra para el caso de que la torre eólica sea de hormigón al menos en su parte inferior, es decir, que sea totalmente de hormigón prefabricado, bien en secciones bien en dovelas, o combine una parte inferior mayoritaria de la torre de hormigón, con una parte superior de la torre metálica.
En caso de que la torre eólica sea metálica, los medios de solidarización de las vigas comprenden además un relleno de hormigón de balasto, ubicado bajo el nivel del suelo en la unión de vigas, sobre el que se encuentra una losa superior emergiendo sobre el nivel del suelo, para el anclaje de la torre metálica.
En caso de que la torre eólica sea de hormigón al menos en su parte inferior, los medios de solidarización de las vigas comprenden además un cierre de cámara de tesado hueca realizada con elementos prefabricados de hormigón con planta de sector circular o poligonal y pared en el lado externo, colocados entre los tramos interiores de las vigas, y una losa superior, con planta de corona circular, sobre la unión de las vigas, para apoyo de la torre prefabricada de hormigón y anclaje del postesado vertical de la torre. En este caso la torre prefabricada de hormigón se apoya en la losa superior, y el postesado vertical de dicha torre atraviesa la losa superior a través de las oportunas perforaciones o canalizaciones, hasta la cámara de tesado hueca, donde se ubican los medios para realizar el postesado y fijación de los cables que proporcionan rigidez a la torre.
Las vigas son preferentemente de sección rectangular, con una mayor altura en el tramo central y una menor altura en los extremos. Los tramos de mayor altura van normalmente orientados hacia abajo de tal manera que la mayor parte de la cimentación quede enterrada bajo el nivel del suelo, emergiendo únicamente parte de la losa superior, minimizando el impacto visual. Sin embargo, en aquellos sitios en los que el impacto visual no sea tan importante y se quiera ahorrar un poco más, es posible montar las vigas con los tramos de mayor altura orientados hacia arriba, emergiendo del nivel del suelo junto con parte del relleno de hormigón de balasto o los elementos prefabricados de hormigón, junto con la totalidad de la losa superior Esta cimentación para torres eólicas mostrada requiere de un procedimiento específico de construcción, que comprende una primera fase de preparación del terreno, una segunda fase de hormigonado de las zapatas, una tercera fase de fraguado de las zapatas, una cuarta fase de montaje de las vigas prefabricadas, una quinta fase de realización de la unión de las vigas en la parte central, y una sexta fase de relleno del espacio restante hasta el nivel original del suelo.
Ventajas de la invención
Esta cimentación para torres eólicas que se presenta aporta múltiples ventajas sobre las técnicas conocidas y utilizadas en la actualidad siendo la más importante que, al utilizar zapatas de reducido tamaño, proporciona un enorme ahorro tanto en la cantidad de hormigón como en la cantidad de ferralla para armadura utilizadas, lo cual implica tanto un ahorro económico notable, como la posibilidad de implementación en regiones o países con problemas de suministro o fabricación de hormigón o ferralla en tales cantidades.
Como consecuencia de lo anterior, se eliminan los problemas inherentes a la necesidad de suministro de una gran cantidad de hormigón de forma continua e ininterrumpida inherentes a las grandes cimentaciones convencionales para su correcto fraguado. También permite la utilización de armaduras de ferralla convencionales, premontadas, sin necesidad de montar costosas y especializadas armaduras in-situ antes del hormigonado.
Otra importante ventaja es que la excavación necesaria es mucho menor tanto en volumen como en profundidad, no requiriéndose la realización de rampas para el descenso de maquinaria pesada como es habitual en el caso de cimentaciones convencionales de vahos metros de profundidad. Esto redunda en un notable ahorro de tiempo y de coste económico.
Otra ventaja de la presente invención es que, a diferencia de las técnicas convencionales, el fondo de las zapatas no necesita ser nivelado ni alisado perfectamente, lo cual también redunda en un ahorro adicional de tiempo y de coste económico.
Otra de las más importantes ventajas a destacar es, al utilizar elementos prefabricados, que se reduce notablemente el tiempo global de construcción de la cimentación, pasando de las 3 ó 4 semanas habituales con técnicas convencionales a un máximo de 1 semana.
Asimismo otra ventaja añadida es que esta cimentación puede adaptarse fácilmente a distintos tipos de suelo, tanto terrenos homogéneos, como terrenos heterogéneos o terrenos deficientes, facilitando la instalación de torres eólicas en zonas donde no era posible con cimentación convencional, sin merma de capacidad.
Descripción de las figuras
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de una cimentación para torres eólicas, con dos variantes de realización, una para torres metálicas y otra para torres que tengan al menos la parte inferior de la torre en hormigón.
En dicho plano la figura -1 - muestra unas vistas en sección y planta de una cimentación para torres metálicas, con la mayor parte de la cimentación por debajo del nivel del suelo.
Las figuras -2a-, -2b- y -2c- nos muestran unas vistas en sección de diversas vahantes de zapatas utilizables en función del tipo de suelo, en una cimentación para torres metálicas, con la mayor parte de la cimentación por debajo del nivel del suelo. La figura -3- muestra unas vistas en sección y planta de una cimentación para torres que sean de hormigón, en su totalidad o parcialmente, con la mayor parte de la cimentación por debajo del nivel del suelo.
Las figuras -4a-, -4b- y -4c- nos muestran unas vistas en sección de diversas vahantes de zapatas utilizables en función del tipo de suelo, en una cimentación para torres que sean de hormigón, en su totalidad o parcialmente, con la mayor parte de la cimentación por debajo del nivel del suelo.
La figura -5- muestra unas vistas en alzado y planta de la losa superior para anclaje de torre metálica.
La figura -6- muestra unas vistas en alzado y planta de un elemento prefabricado de hormigón para cierre de cámara de tesado para torres que sean de hormigón, en su totalidad o parcialmente.
La figura -7- muestra unas vistas en alzado y planta de la losa superior para apoyo de torres que sean de hormigón, en su totalidad o parcialmente.
La figura -8- muestra una vista en sección de una cimentación para torres metálicas, con parte de la cimentación por encima del nivel del suelo.
La figura -9- muestra una vista en sección de una cimentación para torres que sean de hormigón, en su totalidad o parcialmente, con parte de la cimentación por encima del nivel del suelo.
Realización preferente de la invención
La constitución y características de la invención podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción hecha con referencia a las figuras adjuntas.
Según puede apreciarse en las figuras -1- y -3-, se ¡lustran unos ejemplos de cimentación para torres eólicas, que comprenden al menos tres vigas (2a, 2b, 2c) prefabricadas dispuestas horizontalmente de manera radial, cuyo extremo o extremos más exteriores están apoyados cada uno sobre una zapata (1 ) de hormigón, a través de una rótula de apoyo (3) en la parte central de dicha zapata (1 ), y están asimismo fijados mediante una pluralidad de anclajes (4) entre el extremo de la viga (2a, 2b, 2c) y la zapata (1 ), estando las distintas vigas solidarizadas entre sí en la parte central de la cimentación mediante medios de unión. La rótula de apoyo (3) puede ser lineal o esférica, y puede tener o no restricciones de desplazamiento en una o más direcciones. En la realización preferente mostrada en las figuras -1- y -3-, se emplean tres vigas, de las cuales la viga (2a) es aproximadamente del doble de longitud que las vigas (2b, 2c), estando en este caso los extremos interiores de las vigas (2b, 2c) solidarizadas con la parte central de la viga (2a), conformando una estructura plantar en cruz. Esta estructura se ha mostrado la óptima en términos de facilidad de fabricación, transporte y prestaciones. Sin embargo es asimismo posible realizar la cimentación objeto de la invención, de forma alternativa, con una pluralidad de vigas de la misma o diferente longitud, en número mayor que tres, unidas por sus extremos interiores, y con sus extremos exteriores relacionados de la misma forma cada uno con una zapata (1 ).
Las vigas (2a, 2b, 2c) prefabricadas pueden ser de hormigón, metálicas, o una combinación de ambas.
En todos los casos, los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c) comprenden el uso de técnicas convencionales de unión de elementos prefabricados de hormigón, como pueden ser varillas roscadas, escuadras, extremos de armadura para hormigonado en alojamientos de otra viga, machihembrado, torones de postensado, etc...
Se describen dos vahantes de realización. La primera de ellas se refiera al caso de que la torre eólica sea metálica, como se ¡lustra en las figuras -1 -, -2- y -5-, y en este caso los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c) comprenden además un relleno de hormigón de balasto (5), ubicado bajo el nivel del suelo (8) en la unión de vigas (2a, 2b, 2c), sobre el que se encuentra una losa superior (6) emergiendo sobre el nivel del suelo (8), para el anclaje de la torre metálica (7).
El relleno de hormigón de balasto (5) puede realizarse tanto sobre encofrado tradicional recuperable de madera, metal o una combinación de ambos, como sobre encofrado de elementos de hormigón prefabricado.
En la figura -2- se ¡lustra como la losa superior (6) para anclaje de torre metálica (7) adopta una planta preferentemente circular, pudiendo ser asimismo poligonal, estando realizada preferentemente en hormigón armado con resistencia HA-50 como mínimo.
El anclaje de la torre metálica (7) a la losa superior (6) se realizará con técnicas convencionales de anclaje a cimentación, como varillas roscadas con tuercas, pernos, etc... La segunda variante de realización se refiera al caso de que la torre eólica sea de hormigón al menos en su parte inferior, como se ¡lustra en las figuras -3-, -4-, -6- y - 7-, y en este caso los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c) comprenden además unos elementos prefabricados (10) de hormigón colocados entre los extremos interiores de las vigas (2a, 2b, 2c), definiendo una cámara de tesado (9) hueca, y una losa superior (11 ), sobre la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) y sobre la cámara de tesado (9), para apoyo de la torre de hormigón (12) y anclaje del postesado vertical (13) de la torre.
Los elementos prefabricados (10) de hormigón adoptan una planta elegida del grupo formado por sector circular con ángulo dependiente del número de vigas utilizado, y poligonal, teniendo pared vertical en el o los lados no adyacentes con las vigas únicamente. En la figura -6- se ¡lustran los elementos prefabricados (10) de hormigón con planta de sector circular, con ángulo de 90° en el caso mostrado, y pared vertical en el extremo curvo únicamente.
En la figura -7- se ¡lustra como la losa superior (11 ) comprende huecos de acceso a la cámara de tesado (9), estando realizada preferentemente en hormigón pretensado con resistencia de HP-50 como mínimo.
La torre de hormigón (12) se apoya en la losa superior (11 ), y el postesado vertical (13) de dicha torre atraviesa la losa superior (11 ) a través de las oportunas perforaciones o canalizaciones, hasta la cámara de tesado (9) hueca, donde se ubican los medios para realizar el postesado y fijación de los cables que proporcionan rigidez a la torre, como es práctica común en las torres conformadas a partir de secciones o dovelas prefabricadas de hormigón.
En ambas variantes, tal y como se ¡lustra en las figuras -2a-, -2b-, -2c-, -4a-, -4b- y - 4c-, es posible adoptar distintas configuraciones de forma, dimensiones y profundidad de todas o alguna de las zapatas, para adaptar la cimentación a las particularidades de cada terreno donde se vaya a instalar la torre. Así, las figuras - 2a- y -4a- nos muestran unas zapatas a la misma cota de profundidad, correspondiente a un terreno homogéneo. Las figuras -2b- y -4b- nos muestran unas zapatas a distinta cota de profundidad, correspondiente a un terreno heterogéneo o a un terreno con diferencias de nivel. Por último las figuras -2c- y -4c- nos muestran unas zapatas de cimentación profunda pilotada, para terrenos deficientes. Las vigas (2a, 2b, 2c) serán preferentemente de sección rectangular, con una mayor altura en el tramo central y una menos altura en los extremos. Los tramos de mayor altura irán normalmente orientados hacia abajo, tal y como se muestra en las figuras -1 -, -2-, -3- y -4-, de tal manera que la mayor parte de la cimentación quede enterrada bajo el nivel del suelo (8), minimizando el impacto visual. Sin embargo, en aquellos sitios en los que el impacto visual no sea tan importante, es posible montar alternativamente las vigas (2a, 2b, 2c) con los tramos de mayor altura orientados hacia arriba, tal y como se muestra en las figuras -8- y -9-, emergiendo del nivel del suelo (8) junto con parte del relleno de hormigón de balasto (5) o los elementos prefabricados (10) de hormigón, junto con la totalidad de la losa superior (6,11 ) correspondiente.
Esta cimentación para torres eólicas mostrada requiere de un procedimiento específico de construcción, que comprende
una primera fase de preparación del terreno,
una segunda fase de hormigonado de las zapatas (1 ),
una tercera fase de fraguado de las zapatas (1 ),
una cuarta fase de montaje de las vigas (2a, 2b) prefabricadas,
una quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b) en la parte central, y
una sexta fase de relleno del espacio restante hasta el nivel original del suelo (8).
La primera fase de preparación del terreno comprende la excavación de las cubetas para las zapatas (1 ), de zanjas entre ellas para el alojamiento de las vigas (2a, 2b), y de la cubeta central para la unión de las vigas (2a, 2b) y para el relleno de hormigón de balasto (5) o los elementos prefabricados (10) de hormigón, según su caso.
La segunda fase de hormigonado de las zapatas (1 ) comprende un paso de preparación del encofrado, un paso de colocación de la armadura metálica, un paso de colocación de la rótula de apoyo (3) y de los anclajes (4), y un paso de vertido del hormigón.
La tercera fase de fraguado de las zapatas (1 ) se realizará durante un tiempo apropiado a la forma y volumen de hormigón empleado.
La cuarta fase de montaje de las vigas (2a, 2b) prefabricadas comprende un paso de colocación de las vigas, mediante una grúa, en su zanja con sus extremos exteriores sobre la rótula de apoyo (3), un paso de solidarización entre sí de los extremos interiores de las vigas (2a, 2b), o bien de los extremos interiores de las vigas (2b) con la parte media de la viga 2a en caso de que esta sea de doble longitud, mediante técnicas convencionales de unión de elementos prefabricados de hormigón, y un paso de solidarización délos extremos exteriores con las zapatas (1 ) mediante los anclajes (4).
En caso de que la torre eólica sea metálica, la quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b) en la parte central comprende un paso de realización del relleno de hormigón de balasto (5), y un paso de realización de la losa superior (6) sobre la unión de las vigas (2a, 2b).
En caso de que la torre eólica sea de hormigón en su parte inferior, la quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b) en la parte central comprende un paso de montaje de los elementos prefabricados (10) de hormigón en los huecos que quedan entre las vigas (2a, 2b, 2c) en la parte central mediante técnicas convencionales de unión de elementos prefabricados de hormigón, definiendo una cámara de tesado (9) hueca, y un paso de realización de la losa superior (11 ) sobre la unión de las vigas (2a, 2b).
La persona experta en la técnica comprenderá fácilmente que puede combinar características de diferentes realizaciones con características de otras posibles realizaciones, siempre que esa combinación sea técnicamente posible.
Toda la información referida a ejemplos o modos de realización forma parte de la descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1 - Cimentación para torres eólicas, caracterizada porque comprende al menos tres vigas (2a, 2b, 2c) prefabricadas, dispuestas horizontalmente de manera radial, cuyo extremo o extremos más exteriores están apoyados cada uno sobre una zapata (1 ) de hormigón, a través de una rótula de apoyo (3) en la parte central de dicha zapata (1 ), y están asimismo fijados mediante una pluralidad de anclajes (4) entre el extremo de la viga (2a, 2b, 2c) y la zapata (1 ), estando las distintas vigas solidarizadas entre sí en la parte central de la cimentación mediante medios de unión.
2 - Cimentación para torres eólicas, según la anterior reivindicación, caracterizada porque la viga (2a) es aproximadamente del doble de longitud que las vigas (2b, 2c), estando en este caso los extremos interiores de las vigas (2b, 2c) solidarizadas con la parte central de la viga (2a, 2c), conformando una estructura plantar en cruz.
3 - Cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c), comprenden el uso de técnicas de unión elegidas del grupo formado por varillas roscadas, escuadras, extremos de armadura para hormigonado en alojamientos de otra viga, machihembrado, y torones de postensado.
4 - Cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la rótula de apoyo (3) es elegida del grupo formado por lineal o esférica.
5 - Cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, en caso de que la torre eólica sea metálica, los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c) comprenden un relleno de hormigón de balasto (5), ubicado bajo el nivel del suelo (8) en la unión de vigas (2a, 2b, 2c), sobre el que se encuentra una losa superior (6) emergiendo sobre el nivel del suelo (8), para el anclaje de la torre metálica (7).
6 - Cimentación para torres eólicas, según la reivindicación 5, caracterizada porque el relleno de hormigón de balasto (5) está realizado sobre encofrado recuperable de madera, metal o una combinación de ambos. 7 - Cimentación para torres eólicas, según la reivindicación 5, caracterizada porque el relleno de hormigón de balasto (5) está realizado sobre encofrado de elementos de hormigón prefabricado.
8 - Cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2, 3 y 4, caracterizada porque, en caso de que la torre eólica sea de hormigón en su parte inferior, los medios de solidarización de las vigas (2a, 2b, 2c) comprenden unos elementos prefabricados (10) de hormigón colocados entre los extremos interiores de las vigas (2a, 2b, 2c), definiendo una cámara de tesado (9) hueca, y una losa superior (11 ), sobre la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) y sobre la cámara de tesado (9), para apoyo de la torre de hormigón (12) y anclaje del postesado vertical (13) de la torre.
9 - Cimentación para torres eólicas, según la reivindicación 8, caracterizada porque los elementos prefabricados (10) de hormigón adoptan una planta elegida del grupo formado por sector circular, con ángulo dependiente del número de vigas utilizado, y poligonal, teniendo pared vertical en el o los lados no adyacentes con las vigas únicamente.
10 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas como la descrita en las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
una primera fase de preparación del terreno,
una segunda fase de hormigonado de las zapatas (1 ),
una tercera fase de fraguado de las zapatas (1 ),
una cuarta fase de montaje de las vigas (2a, 2b, 2c) prefabricadas de hormigón,
una quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) en la parte central, y
una sexta fase de relleno del espacio restante hasta el nivel original del suelo (8).
11 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas, según la reivindicación 10, caracterizada porque la primera fase de preparación del terreno comprende la excavación de las cubetas para las zapatas (1 ), de zanjas entre ellas para el alojamiento de las vigas (2a, 2b, 2c), y de la cubeta central para la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) y para el relleno de hormigón de balasto (5) o los elementos prefabricados (10) de hormigón, según su caso. 12 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 1 1 , caracterizada porque la fase de hormigonado de las zapatas (1 ) comprende un paso de preparación del encofrado, un paso de colocación de la armadura metálica, un paso de colocación de la rótula de apoyo (3) y de los anclajes (4), y un paso de vertido del hormigón.
13 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 10, 11 y 12, caracterizada porque la cuarta fase de montaje de las vigas (2a, 2b, 2c) prefabricadas de hormigón comprende un paso de colocación de las vigas, mediante una grúa, en su zanja con sus extremos exteriores sobre la rótula de apoyo (3), un paso de solidarización entre sí de los extremos interiores de las vigas (2a, 2b, 2c), o bien de los extremos interiores de las vigas (2b, 2c) con la parte media de la viga 2a en caso de que esta sea de doble longitud, mediante técnicas convencionales de unión de elementos prefabricados de hormigón, y un paso de solidarización délos extremos exteriores con las zapatas (1 ) mediante los anclajes (4).
14 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 10, 11 , 12 y 13, caracterizada porque, en caso de que la torre eólica sea metálica, la quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) en la parte central comprende un paso de realización del relleno de hormigón de balasto (5), y un paso de realización de la losa superior (6) sobre la unión de las vigas (2a, 2b, 2c).
15 - Procedimiento de construcción de una cimentación para torres eólicas, según cualquiera de las reivindicaciones 10, 11 , 12 y 13, caracterizada porque, en caso de que la torre eólica sea de hormigón en su parte inferior, la quinta fase de realización de la unión de las vigas (2a, 2b, 2c) en la parte central comprende un paso de montaje de los elementos prefabricados (10) de hormigón en los huecos que quedan entre las vigas (2a, 2b, 2c) en la parte central mediante técnicas convencionales de unión de elementos prefabricados de hormigón, definiendo una cámara de tesado (9) hueca, y un paso de realización de la losa superior (11 ) sobre la unión de las vigas (2a, 2b, 2c).
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