WO2023052668A1 - Procedimiento de instalación de una torre y torre instalada con dicho procedimiento - Google Patents

Procedimiento de instalación de una torre y torre instalada con dicho procedimiento Download PDF

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WO2023052668A1
WO2023052668A1 PCT/ES2022/070617 ES2022070617W WO2023052668A1 WO 2023052668 A1 WO2023052668 A1 WO 2023052668A1 ES 2022070617 W ES2022070617 W ES 2022070617W WO 2023052668 A1 WO2023052668 A1 WO 2023052668A1
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tower
assembly
crane
length
group
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PCT/ES2022/070617
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Inventor
José Salustiano Serna García-Conde
Original Assignee
Esteyco S.A.
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    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/185Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use erecting wind turbines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/12Structures made of specified materials of concrete or other stone-like material, with or without internal or external reinforcements, e.g. with metal coverings, with permanent form elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention refers to a procedure for the installation and assembly of concrete towers, preferably with a frustoconical section.
  • the procedure makes it possible to optimize the number of crane configurations used during said installation or assembly, consequently reducing the associated execution times and costs, or to build taller towers without increasing the number of necessary crane configurations.
  • the invention also refers to a concrete tower installed and assembled with the aforementioned procedure.
  • the nominal power of wind turbines has gradually increased, thanks to the increase in their rotor diameter, which in turn makes it essential to use taller towers for their support.
  • This increase in height generally implies that the tower comprises different sections along its total length, which are placed one on top of the other to form its complete structure and which are, in turn, transportable from its point of manufacture to its final destination. installation point. For example, to assemble a 100 m high tower, five 20 m high sections can be stacked so that, with these dimensions, the sections are suitable for transport by road and/or rail.
  • the total height of the tower is the total height of the tower.
  • the weights of the complete sections of the tower of a 3 MW wind turbine can exceed 200 tons, which imposes severe requirements and constraints on the cranes used for its assembly.
  • the use of these cranes supposes, in general, a high impact in execution times and costs, for two main reasons. In the first place, due to the low availability of this type of crane, which translates into a high daily rental cost. And, secondly, due to the high operational and logistical costs associated with transporting them, due to the large number of trucks required to move them.
  • the cost of renting a tower crane can amount to €80,000 per week, together with the almost €100,000 that its transport generally costs (using at least forty trucks, conventionally). This limitation currently raises the need to find alternative means and procedures for the construction of wind turbine towers.
  • cranes During the operation of a crane for the assembly of the towers, the configuration used depends, fundamentally, on two factors: the hoisting height and the individual weight of each one of the elements to be hoisted. In this sense, each of the elements of the crane must be arranged in an appropriate manner for said configuration, which is generally not valid for hoisting at other heights and weights.
  • cranes comprise one or more height (or, commonly, “jib”) settings, which determine both the maximum lifting height and the maximum weight they can lift.
  • Group 1 It is based on assembling, one by one, the voussoirs on the rest of the already assembled tower. However, this supposes a stability problem when the segments are not self-supporting. Also, this procedure requires a large number of of elevations and a complicated process of positioning and fastening the voussoirs, until a complete section is formed on the previous one, for the subsequent execution of the vertical joints, prior to the stacking of the voussoirs of the next section.
  • one object of the present invention is to provide a procedure for the installation/assembly of concrete towers based on a plurality of pre-assembled tower segments (preferably as a succession of voussoirs, or similar modules), which reduces the number of configurations of necessary crane for lifting them, although it can also be used favorably for other types of towers.
  • the invention is applicable to concrete towers with a frustoconical section, usually used to support the high moments at the base of the tower.
  • its object is also achievable in other types of section configuration, such as cylindrical, polygonal, etc., or other materials such as steel.
  • the present invention proposes a novel method of assembling concrete towers, which is essentially based on the optimization of the necessary crane configurations during said assembly, by means of an advantageous arrangement of the lengths and weights of the segments that are part of said tower.
  • a tower built by superimposing two or more essentially tubular or frustoconical sections is obtained, although without limitation to other types of geometries, which comprises, at least: a) A base section: This section is assembled in the position of the tower, on its foundation and, preferably without the need for a large crane, constituting its lower segment attached to the ground. More preferably, said base section is made up of modules such as precast concrete segments. b) Two or more overlapping segments: These sections constitute the tower segments that are hoisted consecutively, stacking in height on the base section, using a large assembly crane. In a similar way to the base section of the tower, the overlapping segments are preferably formed by precast concrete voussoirs. However, the assembly of said voussoirs to constitute each of the sections is preferably carried out on the ground and, once assembled, they are hoisted as a complete section by means of a crane, in their final position in the tower.
  • the present invention proposes a novel configuration of the overlapping segments of the tower, based on a selection of their individual lengths and weights, which makes it possible to optimize the crane operations necessary for the total hoisting of the tower components.
  • Said selection comprises the definition of one or more "assembly groups", each integrated by one or more overlapping segments, where each assembly group is installed using a unique crane configuration.
  • a certain model of assembly crane can adopt different configurations.
  • a certain configuration is characterized, among other aspects, by the length used for the crane jib.
  • the maximum load capacity of the crane varies, in general, depending on the configuration used.
  • the maximum height at which the crane can mount a certain element also varies, being logically higher the greater the length of the jib used.
  • the different lifting points of said sections in the tower will be at a lower level than the load point of the crane or, in other words, said lifting point will always be maintained at a higher level than the sections of the same assembly group.
  • each of the overlapping segments in the same assembly group will have a maximum weight less than the maximum weight of the hoisting load admitted by the crane used with the configuration used for the installation of said assembly group.
  • a first object of the invention refers to a procedure for installing a tower formed by superimposing two or more assembly groups on a base section, where at least one of said assembly groups is formed by a plurality of overlap segments; where said procedure comprises, at least, the following steps carried out in any technically possible order:
  • the base section is arranged on its final position on the ground;
  • At least one assembly crane is available for lifting and placing the tower assembly groups on the base section, said crane being capable of adopting different jib configurations and said configurations differing in at least the length (H ) of the crane jib and/or the threshold load weight value (W) of the crane;
  • the overlapping sections are hoisted and arranged in their corresponding assembly groups, on the base section.
  • At least two or more overlapping segments are installed consecutively in their corresponding assembly group with the same jib configuration of the assembly crane, where the length (I) of the lowest overlapping section of said group of assembly is less than the length (I) of at least one other overlapping section of said assembly group.
  • a plurality or all of the assembly groups are formed by two or more overlapping segments. Said embodiment is convenient in high-rise towers, where all the assembly groups are made up of various construction elements.
  • the base section has a length (I) greater than the length (I) of each of the overlapping segments.
  • the length (I) of the base section exceeds the length (I) of at least one of the overlapping segments of the tower by at least 50.0 cm.
  • the length (I) of the overlapping segment arranged immediately above the base section is equal to or less than the length of at least one other overlapping segment of the same assembly group.
  • one or more of the overlapping segments or the base section are formed by cylindrical metal and/or concrete elements, with a continuous structure and/or shaped as voussoir joints.
  • one or more of the overlapping segments are formed by voussoirs and said voussoirs are assembled at the foot of the tower.
  • said procedure is applied to a tower with a height equal to or greater than 100.0 m.
  • the tower comprises two assembly groups, and where each assembly group comprises two overlapping segments.
  • a nacelle and/or wind turbine blades are installed on the upper mounting group.
  • the assembly crane is of the mobile type.
  • a crane other than the erection crane is used to install the base section of the tower.
  • a second object of the invention refers to a tower manufactured by means of the method of the invention, according to any of the embodiments thereof described in the present document.
  • said tower comprises, on the upper mounting group, a nacelle and/or one or more wind turbine blades.
  • Figure 1 shows a tower installed according to the procedure of the invention, according to a preferred embodiment thereof, where its main elements are represented.
  • Figure 2 shows a tower installed according to the procedures of the state of the art.
  • each of said assembly groups (2, 2') comprises two overlapping segments (4, 5, 4', 5'), whose diameter or width decreases as the thickness increases. height.
  • each of the segments (4, 5, 4', 5') can be defined by its hoisting height h ⁇ (that is, the height at which the upper end of each segment is installed).
  • both the base stretch (3) and the segments (4, 5, 4', 5') preferably have a characteristic length l ⁇ and diameter d ⁇ .
  • the hoisting weights (W4, ws) corresponding to the segments (4, 5) of the first assembly section (2) are equal to or less than the highest (W) of the boom load threshold values ( or “counterweight”) preset so that they can be effectively lifted by the crane using the selected boom configuration.
  • the hoisting weights (W4', ws) corresponding to their respective segments (4' , 5') are less than or equal to the lesser (W) of the preset pen threshold values.
  • each crane configuration is defined by its jib length P, the maximum hoisting height H reached with said jib length, and its corresponding maximum hoisting weight W.
  • the method of the invention can reduce the number of overlapping segments (4, 4', 5, 5') needed in a tower (1) of a certain height that is to be assembled with a certain model of assembly crane, which translates into a greater efficiency and speed of assembly, by reducing the number of elements of the tower (1), with the corresponding reduction in costs.
  • the base section (3) can have a greater length than the rest of the overlapping segments (4, 5, 4', 4'). With this, it is possible to obtain a more robust support structure for the tower (1) and reduce the weights of the segments (4, 5, 4', 4") that overlap the tower (1). More preferably, the length of the base section (3) is at least 50.0 cm greater than the length of at least one of the overlapping segments (4, 5, 4', 4") of said tower (1).
  • the length of the overlapping segment (4) arranged immediately above the base section (3) is equal to or less than the length of at least one other overlapping segment (5) of the same group (2) of mounting.
  • the method of the invention may comprise the use of overlapping segments (4, 5, 4', 4”) formed by metal and/or concrete tubes both in shape continuous as formed with voussoir joints. It is also possible to combine metal and concrete segments (4, 5, 4', 4”). In the event that the overlapping segments (4, 5, 4', 4”) are formed by voussoirs, these will preferably be assembled at the foot of the tower (1) for installation in the assembly.
  • the base section (3) can also be built as a continuous element or as a plurality of voussoirs, and its manufacturing material will preferably comprise concrete.
  • the installation procedure of the present invention is preferably applied to towers (1) with heights equal to or greater than 100.0 m, for which the reduction of crane configurations is a particularly valuable advantage.
  • said towers comprise two assembly groups (2, 2'), where each group (2, 2') will comprise two overlapping segments (4, 5, 4', 4").
  • the upper mounting group (2') comprises the nacelle and/or the blades of a wind turbine
  • the crane used to install the tower is of the mobile type, for example with wheels or chains.

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento de instalación o montaje de una torre (1) formada por la superposición de dos o más grupos (2, 2') de montaje sobre un tramo base (3), donde al menos uno de dichos grupos (2, 2') de montaje está formado por una pluralidad de segmentos (4, 5, 4', 5') de superposición. Dicho procedimiento comprende: disponer el tramo base (3) sobre su posición definitiva sobre el terreno; e izar y colocar los grupos (2, 2') de montaje de la torre (1) sobre el tramo base (3), mediante una grúa de montaje capaz de adoptar diferentes configuraciones de pluma. En dicho procedimiento, ventajosamente, al menos dos o más tramos (4, 5, 4', 5') de superposición se instalan consecutivamente en su correspondiente grupo de montaje (2, 2') con una misma configuración de pluma de la grúa, donde la longitud (l4, l4') del tramo (4, 4') de superposición más bajo de dicho grupo (2, 2') de montaje es inferior a la longitud (l5, l5') de, al menos otro tramo (5, 5') de superposición del citado grupo de montaje (2, 2').

Description

DESCRIPCIÓN
PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN DE UNA TORRE Y TORRE INSTALADA CON DICHO PROCEDIMIENTO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para la instalación y el montaje de torres de hormigón, preferentemente de sección troncocónica. El procedimiento permite optimizar el número de configuraciones de grúa utilizadas durante dicha instalación o montaje, reduciendo en consecuencia los tiempos y costes de ejecución asociados, o bien construir torres de mayor altura sin incrementar el número de configuraciones de grúa necesarias. La invención se refiere, asimismo, a una torre de hormigón instalada y montada con el citado procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En los últimos años la potencia nominal de los aerogeneradores ha aumentado gradualmente, gracias al incremento del diámetro del rotor de los mismos, lo que a su vez hace indispensable el empleo de torres más altas para su soporte. Este incremento en altura implica, generalmente, que la torre comprenda diferentes secciones a lo largo de su longitud total, que se colocan unas encima de otras para conformar su estructura completa y que son, a su vez, transportables desde su punto de fabricación hasta su punto de instalación. Por ejemplo, para montar una torre de 100 m de altura, se pueden emplear cinco secciones de 20 m de altura apilables de forma que, con esas dimensiones, las secciones resulten adecuadas para su transporte por carretera y/o mediante ferrocarril.
Por otro lado, para garantizar que el aumento de altura de las torres no implique una disminución en su estabilidad o en su rigidez, una opción es incrementar las dimensiones transversales de la torre gradualmente, desde su parte superior hasta su base. No obstante, dicho incremento puede implicar, de nuevo, problemas de transporte de las secciones, lo que obliga en la práctica a dividir cada sección en módulos longitudinales, integrados, por ejemplo, por dovelas.
Con el aumento de la potencia nominal de los aerogeneradores se produce también, en consecuencia, un aumento de pesos y dimensiones de todos los componentes de las turbinas (rotor, palas, etc.), siendo de especial relevancia para los costes de montaje los siguientes aspectos:
La altura total de la torre.
Longitud y peso de los tramos que conforman torre.
Diámetro del rotor y peso del conjunto palas-buje.
Peso de la “nacelle” o góndola y de sus componentes.
Más concretamente y a modo de ejemplo, los pesos de las secciones completas de la torre de un aerogenerador de 3 MW pueden superar las 200 toneladas, lo cual impone severos requisitos y condicionantes a las grúas empleadas para su montaje. El empleo de dichas grúas supone, en general, un alto impacto en tiempos de ejecución y costes, por dos motivos principales. En primer lugar, debido a la baja disponibilidad de este tipo de grúas, que se traduce en un elevado coste diario de alquiler. Y, en segundo lugar, debido a los elevados costes operativos y logísticos asociados al transporte de las mismas, debido al gran número de camiones requeridos para movilizarlas. Típicamente, el coste del alquiler de una grúa para montaje de torre puede ascender a los 80.000 € semanales, unidos a los casi 100.000 € que generalmente cuesta su transporte (empleando al menos cuarenta camiones, convencionalmente). Esta limitación plantea, en la actualidad, la necesidad de encontrar medios y procedimientos alternativos para la construcción de torres de aerogeneradores.
Durante la operativa de una grúa para el montaje de las torres, la configuración empleada depende, fundamentalmente, de dos factores: la altura de izado y el peso individual de cada uno de los elementos a ¡zar. En este sentido, cada uno de los elementos de la grúa ha de ser dispuesto de forma adecuada para dicha configuración, que por lo general no resulta válida para el izado a otras alturas y pesos. Principalmente, las grúas comprenden una o más configuraciones de altura (o, comúnmente, de “pluma”), que determinan tanto la altura máxima de izado como el peso máximo que pueden elevar.
Para montar torres construidas con módulos de dovelas existen diversos procedimientos que se puede seguir, y que pueden agruparse, fundamentalmente, en los dos grupos descritos a continuación:
Grupo 1 : Se basa en montar, una a una, las dovelas sobre el resto de la torre ya montada. No obstante, ello supone un problema de estabilidad cuando las dovelas no son de tipo autoestable. Asimismo, este procedimiento requiere un gran número de elevaciones y un complicado proceso de posicionamiento y sujeción de las dovelas, hasta que se tiene una sección completa formada sobre la anterior, para la posterior ejecución de las juntas verticales, previamente al apilamiento de las dovelas de la siguiente sección.
- Grupo 2: Se basa en premontar secciones completas mediante la unión de dovelas, ejecutando las juntas verticales entre ellas en el suelo o en las inmediaciones de la base de la torre y, posteriormente, montar dichas secciones (formando subestructuras de anillo) una encima de otra. Dicho procedimiento facilita en gran medida el montaje de la torre, al realizarse la mayor parte de las operaciones en el suelo. La presente invención se refiere, preferentemente, a este segundo tipo de procedimientos de montaje.
Así pues, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de instalación/montaje de torres de hormigón basadas en una pluralidad de segmentos de torre premontados (preferentemente como una sucesión de dovelas, o módulos análogos), que reduzca el número de configuraciones de grúa necesarias para el izado de los mismos, si bien puede también emplearse favorablemente para otras tipologías de torres. Preferentemente, la invención resulta de aplicación en torres de hormigón de sección troncocónica, empleada habitualmente para soportar los elevados momentos en la base de la torre. No obstante, su objeto es también realizable en otros tipos de configuración de secciones, tales como cilindrica, poligonal, etc., u otros materiales como el acero.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN
Con el objetivo de superar los problemas técnicos descritos en los párrafos precedentes, la presente invención plantea un novedoso método de montaje de torres de hormigón, que se basa esencialmente en la optimización de las configuraciones de grúa necesarias durante dicho montaje, mediante una disposición ventajosa de las longitudes y de los pesos de los segmentos que forman parte de dicha torre.
Mediante dicho método, se obtiene una torre construida mediante la superposición de dos o más tramos esencialmente tubulares o troncocónicos, aunque sin limitación a otro tipo de geometrías, que comprende, al menos: a) Un tramo base: Este tramo se monta en la posición definitiva de la torre, sobre su cimiento y, preferentemente sin necesidad de una grúa de grandes dimensiones, constituyendo su segmento inferior unido al suelo. Más preferentemente, dicho tramo de base está constituido por módulos tales como dovelas de hormigón prefabricado. b) Dos o más segmentos de superposición: Estos tramos constituyen los segmentos de torre que se izan consecutivamente, apilándose en altura sobre el tramo de base, utilizando para ello una grúa de montaje de grandes dimensiones. De modo análogo al tramo de base de la torre, los segmentos de superposición están preferentemente formados por dovelas de hormigón prefabricado. No obstante, el ensamblaje de dichas dovelas para constituir cada uno de los tramos se realiza preferentemente en tierra y, una vez ensambladas, se izan como tramo completo mediante grúa, en su posición definitiva en la torre.
Ventajosamente, la presente invención propone una novedosa configuración de los segmentos de superposición de la torre, basada en una selección de sus longitudes y pesos individuales, que permita optimizar las operaciones de grúa necesarias para el izado total de los componentes de la torre. Dicha selección comprende la definición de uno o más “grupos de montaje”, integrados cada uno de ellos por uno o más segmentos de superposición, donde cada grupo de montaje se instala empleando una configuración única de grúa.
Un determinado modelo de grúa de montaje puede adoptar distintas configuraciones. Una determinada configuración se caracteriza, entre otros aspectos, por la longitud empleada para la pluma de la grúa. La capacidad máxima de carga de la grúa varía, en general, en función de cuál sea la configuración empleada. También varía la máxima altura a la que la grúa puede montar un cierto elemento, siendo lógicamente mayor cuanto mayor sea la longitud de pluma empleada.
Para poder emplear dicha configuración, los diferentes puntos de izado de dichos tramos en la torre estarán a un nivel inferior que el punto de carga de la grúa o, dicho de otro modo, dicho punto de izado se mantendrá siempre a un nivel superior al de los tramos de un mismo grupo de montaje.
Asimismo, cada uno de los segmentos de superposición en un mismo grupo de montaje tendrá un peso máximo inferior al peso máximo de carga de izado admitida por la grúa utilizada con la configuración empleada para la instalación de dicho grupo de montaje. Para ello, es posible modificar la longitud y el grosor de los diferentes segmentos de superposición, de forma que se respete la restricción anteriormente descrita.
Más concretamente, un primer objeto de la invención se refiere a un procedimiento de instalación de una torre formada por la superposición de dos o más grupos de montaje sobre un tramo base, donde al menos uno de dichos grupos de montaje está formado por una pluralidad de segmentos de superposición; donde dicho procedimiento comprende, al menos, las siguientes etapas realizadas en cualquier orden técnicamente posible:
- se dispone el tramo base sobre su posición definitiva sobre el terreno;
- se dispone al menos una grúa de montaje para el izado y colocación de los grupos de montaje de la torre sobre el tramo base, siendo dicha grúa capaz de adoptar diferentes configuraciones de pluma y diferenciándose dichas configuraciones en, al menos, la longitud (H) de la pluma de la grúa y/o el valor de peso umbral de carga (W) de la grúa;
- mediante la grúa de montaje, se izan y se disponen los tramos superposición en sus grupos de montaje correspondientes, sobre el tramo base.
Ventajosamente en dicho procedimiento, al menos dos o más segmentos de superposición se instalan consecutivamente en su correspondiente grupo de montaje con una misma configuración de pluma de la grúa de montaje, donde la longitud (I) del tramo de superposición más bajo de dicho grupo de montaje es inferior a la longitud (I) de, al menos otro tramo de superposición del citado grupo de montaje.
En una realización preferente del procedimiento de la invención, una pluralidad o todos los grupos de montaje están formados por dos o más segmentos de superposición. Dicha realización resulta conveniente en torres de gran altura, donde todos los grupos de montaje se encuentren integrados por varios elementos constructivos.
En una realización preferente del procedimiento de la invención, el tramo de base posee una longitud (I) mayor que la longitud (I) de cada uno de los segmentos de superposición.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, la longitud (I) del tramo de base supera en, al menos, 50.0 cm la longitud (I) de al menos uno de los segmentos de superposición de la torre. En otra realización preferente del procedimiento de la invención, la longitud (I) del segmento de superposición dispuesto inmediatamente encima del tramo base es igual o inferior a la longitud de al menos otro segmento de superposición de su mismo grupo de montaje.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, uno o más de los segmentos de superposición o el tramo base están formados por elementos cilindricos metálicos y/o de hormigón, con estructura continua y/o conformados como uniones de dovelas.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, uno o más de los segmentos de superposición están formados por dovelas y dichas dovelas se ensamblan a pie de torre.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, dicho procedimiento se aplica a una torre de altura igual o superior a 100.0 m.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, a torre comprende dos grupos de montaje, y donde cada grupo de montaje comprende dos segmentos de superposición.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención se instala, sobre el grupo de montaje superior, una nacelle y/o unas palas de aerogenerador.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, la grúa de montaje es de tipo móvil.
En otra realización preferente del procedimiento de la invención, se emplea una grúa diferente a la grúa de montaje para la instalación del tramo base de la torre.
Un segundo objeto de la invención se refiere a una torre fabricada mediante el procedimiento de la invención, según cualquiera de las realizaciones del mismo descritas en el presente documento. Preferentemente, dicha torre comprende, sobre el grupo de montaje superior, una nacelle y/o una o más palas de aerogenerador. DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra una torre instalada según el procedimiento de la invención, según una realización preferente de la misma, donde se representan sus elementos principales.
La Figura 2 muestra una torre instalada según los procedimientos del estado de la técnica.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Como ejemplo de una realización de la invención, basada en la Figura 1 del presente documento, se describen a continuación las características principales de la instalación de una torre (1) de sección troncocónica, basada en dos grupos (2, 2’) de montaje apilables sobre un tramo base (3), donde cada uno de dichos grupos (2, 2’) de montaje comprende dos segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición, cuyo diámetro o anchura disminuye a medida que aumenta la altura.
La disposición en la torre (1) de cada uno de los segmentos (4, 5, 4’, 5’) puede definirse por su altura de izado h¡ (es decir, la altura a la que se instala el extremo superior de cada segmento (4, 5, 4’, 5’) en el conjunto de la torre (1)); y por su peso de izado w¡, que corresponde al peso soportado por una grúa para ¡zar dicho segmento (4, 5, 4’, 5’) hasta su altura de izado h¡ correspondiente. En el ejemplo de ejecución referido, los segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición estarán respectivamente definidos por cuatro alturas de izado h4, hs, I , hs’ y sus correspondientes pesos de izado W4, ws, W4’, ws’, que dependerán a su vez de las dimensiones y material de fabricación del segmento (4, 5, 4’, 5’). Asimismo, tanto el tramo base (3) como los segmentos (4, 5, 4’, 5’) poseen, preferentemente, una longitud l¡ y un diámetro d¡ característicos. La suma de las longitudes l4, Is, k’, I5’ individuales de cada segmento (4, 5, 4’, 5’), junto con la longitud l3 del tramo base (3), corresponde a la longitud total de la torre (1).
Para conseguir que el conjunto de torre (1) se pueda instalar mediante dos únicas configuraciones de grúa, se prefijarán dos valores umbral H, H’ de altura de pluma de dicha grúa, con las correspondientes cargas máximas W, W admitidas para dichas alturas de pluma H, H’, respectivamente. A partir de dichos valores umbral, se impondrá a cada uno de los segmentos (4, 5) del primer grupo (2) de montaje (es decir, el grupo (2) instalado inmediatamente encima de la base (3) de la torre (1)) que sus correspondientes alturas de izado h4, hs sean inferiores o ¡guales al menor de los valores umbral de pluma prefijados (en el ejemplo de la Figura 1, correspondería a un valor umbral H, según lo definido previamente). Del mismo modo, para el segundo grupo (2’) de superposición (es decir, el que se dispone sobre el primer grupo (2)), se requerirá que las alturas de izado (h4’, hs) correspondientes a sus respectivos segmentos (4’, 5’) sean inferiores o ¡guales al mayor de los valores umbral de pluma prefijados (en el ejemplo, correspondería a un valor umbral H’).
Asimismo, se impondrá que los pesos de izado (W4, ws) correspondientes a los segmentos (4, 5) del primer tramo (2) de montaje sean ¡guales o inferiores al mayor (W) de los valores umbral de carga de pluma (o “contrapeso”) prefijados, de forma que éstos puedan ser izados de forma efectiva por la grúa mediante la configuración de pluma seleccionada. Correspondientemente, para el segundo grupo (2’) de superposición (es decir, el que se dispone sobre el primer grupo (2)), se requerirá que los pesos de izado (W4’, ws) correspondientes a sus respectivos segmentos (4’, 5’) sean inferiores o ¡guales al menor (W) de los valores umbral de pluma prefijados.
Para ¡lustrar los diferentes pasos del procedimiento propuesto, se describe a continuación el caso de aplicación a la instalación de una torre (1) según los grupos (2, 2’) de montaje, tramo base (3) y segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición descritos en los párrafos anteriores. Para el izado de dichos segmentos (4, 5, 4’, 5’) sobre el tramo base (3), se emplea una grúa caracterizada por las configuraciones de pluma (P) descritas en la Tabla 1 , a continuación:
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Tabla 1. Configuraciones de pluma de la grúa.
En la citada Tabla 1 , cada configuración de grúa queda definida por su longitud de pluma P, la altura máxima de izado H alcanzadle con dicha longitud de pluma, y su peso máximo de izado W correspondiente.
Para el ejemplo de una torre (1) de 120 m de longitud, basada en una disposición de un tramo base (3) dos grupos (2, 2’) de montaje y dos segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición por cada grupo (2, 2’) (ver Figura 1) según la invención, se elige una posible configuración para su instalación según la Tabla 2 a continuación:
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Tabla 2. Ejemplo de instalación de torre (1) según la invención.
A la luz del ejemplo descritos se aprecia cómo, mediante el procedimiento de la invención, es posible instalar el conjunto de torre (1) de grandes dimensiones mediante dos únicas configuraciones de pluma P de grúa, mejorando sustancialmente los tiempos globales de montaje e instalación del conjunto. Ello lleva asociada, adicionalmente, una importante reducción tanto de los riesgos de error o avería derivados de la reconfiguración de la pluma de la grúa (dado que el presente procedimiento reduce el número de reconfiguraciones necesarias), como de los costes asociados a dicha instalación. Alternativamente, el procedimiento de la invención puede permitir reducir el número de segmentos (4, 4’, 5, 5’) de superposición necesarios en una torre (1) de cierta altura que se desee montar con un cierto modelo de grúa de montaje, lo que se traduce en una mayor eficiencia y velocidad de montaje, al reducir el número de elementos de la torre (1), con la correspondiente reducción de costes.
Así pues, siguiendo el procedimiento de la invención, cada uno de los segmentos (4, 5) del primer tramo (2) de montaje (es decir, el grupo (2) instalado inmediatamente encima de la base (3) de la torre (1)) posee alturas de izado h4 = 53.0 m, hs = 76.0 m ¡guales o inferiores al menor de los valores umbral de pluma prefijados (H = 80.0 m en el ejemplo). Del mismo modo, para el segundo grupo (2’) de superposición (es decir, el que se dispone sobre el primer grupo (2)), se cumple que las alturas de izado I = 96.0 m, hs’ = 120.0 m, correspondientes a sus respectivos segmentos (4’, 5’) son ¡guales o inferiores al mayor de los valores umbral de pluma prefijados (H’ = 124.0 m en el ejemplo).
Asimismo, se satisface que los pesos de izado W4, = 250.0 t, ws = 200.0 t correspondientes a los segmentos (4, 5) del primer grupo (2) de montaje son ¡guales o inferiores al mayor de los valores umbral de carga de pluma prefijados (W = 263.0 t en el ejemplo). Correspondientemente, para el segundo grupo (2’) de superposición (es decir, el que se dispone sobre el primer grupo (2)), se cumple que los pesos de izado W4’ = 125.0 t, ws’ = 120.0 t, correspondientes a sus respectivos segmentos (4’, 5’) son ¡guales o inferiores al menor de los valores umbral de pluma prefijados (W = 125.0 t en el ejemplo).
En contraposición con el procedimiento propuesto, se describirá un ejemplo de procedimiento diferente al planteado por la invención, según las realizaciones conocidas del estado de la técnica. En dicho ejemplo (ver Figura 2 del presente documento) se utiliza una configuración de segmento base (3) y segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición según lo descrito en la Tabla 3, a continuación:
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Tabla 3. Ejemplo de instalación de torre (1) diferente al planteado por la invención. Tal y como se muestra en la Tabla 3 y en la Figura 2, los procedimientos tradicionales exigen, para una altura total de torre como la descrita, el uso de al menos tres grupos (2, 2’, 2”) de montaje diferentes, correspondientes a tres configuraciones de grúa con longitudes de pluma H¡ de 74.0 m, 100.0 m y 124.0 m.
En cuanto a las dimensiones específicas del tramo base (3) y de los segmentos (4, 5, 4’, 4”) de la torre (1), es posible vahar las mismas en función de los requisitos particulares de cada instalación, exigidos por ejemplo por las condiciones orográficas, climáticas o estructurales de su punto de emplazamiento. En cualquier caso, para garantizar la capacidad de instalación mediante dos únicas configuraciones de grúa, las relaciones referidas anteriormente acerca de las alturas de izado h¡ y los pesos de izado w¡ han de verificarse en cualquiera de las realizaciones empleadas y, mediante el empleo de una distribución de longitudes como la que caracteriza a la invención, ello puede lograrse minimizando el número de configuraciones de grúa necesarias.
En una realización específica de la invención, el tramo de base (3) puede poseer una longitud mayor que el resto de los de los segmentos (4, 5, 4’, 4’) de superposición. Se consigue con ello obtener una estructura de soporte de la torre (1) más robusta y reducir los pesos de los segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición de la torre (1). Más preferentemente, la longitud del tramo de base (3) supera en, al menos, 50.0 cm la longitud de al menos uno de los segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición de dicha torre (1).
En otra realización de la invención, la longitud del segmento (4) de superposición dispuesto inmediatamente encima del tramo base (3) es igual o inferior a la longitud de al menos otro segmento (5) de superposición de su mismo grupo (2) de montaje.
En cuanto a los materiales de fabricación de la torre (1), el procedimiento de la invención puede comprender el uso de segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición formados por tubos metálicos y/o de hormigón tanto de forma continua como formados con uniones de dovelas. También es posible la combinación de segmentos (4, 5, 4’, 4”) metálicos y de hormigón. En caso de que los segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición estén formados por dovelas, éstas se ensamblarán preferentemente a pie de torre (1) para su instalación en el conjunto. Por su parte, el tramo base (3) también puede estar construido como un elemento continuo o como una pluralidad de dovelas, y su material de fabricación comprenderá, preferentemente, hormigón. Asimismo, el procedimiento de instalación de la presente invención se aplica preferentemente a torres (1) de alturas ¡guales o superiores a 100.0 m, para las cuales la reducción de configuraciones de grúa supone una ventaja especialmente valiosa. Más preferentemente, dichas torres comprenden dos grupos (2, 2’) de montaje, donde cada grupo (2, 2’) comprenderá dos segmentos (4, 5, 4’, 4”) de superposición.
En una realización preferente de la invención, el grupo (2’) de montaje superior comprende la nacelle y/o las palas de un aerogenerador,
En otra realización preferente del método de la invención, la grúa empleada para la instalación de la torre es de tipo móvil, por ejemplo de ruedas o de cadenas.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento de instalación de una torre (1) formada por la superposición de dos o más grupos (2, 2’) de montaje sobre un tramo base (3), donde al menos uno de dichos grupos (2, 2’) de montaje está formado por una pluralidad de segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición; donde dicho procedimiento comprende, al menos, las siguientes etapas realizadas en cualquier orden técnicamente posible:
- se dispone o construye el tramo base (3) sobre su posición definitiva sobre una cimentación;
- se dispone al menos una grúa de montaje para el izado y colocación de los grupos (2, 2’) de montaje de la torre (1) sobre el tramo base (3), siendo dicha grúa capaz de adoptar diferentes configuraciones de pluma y diferenciándose dichas configuraciones en, al menos, la longitud (H) de la pluma de la grúa y/o el valor umbral de carga (W) de la grúa;
- mediante dicha grúa de montaje, se izan y se disponen sucesivamente los segmentos de (4, 5, 4’, 5’) superposición en sus grupos (2, 2’) de montaje correspondientes, sobre el tramo base (3), empleando para cada grupo de montaje (2, 2’) una configuración de pluma distinta; y caracterizado por que, en al menos un grupo de montaje (2, 2’), la longitud (l4„ l4) del segmento (4, 4’) de superposición más bajo de dicho grupo (2, 2’) de montaje es inferior a la longitud (I5, I5) de, al menos otro segmento (5, 5’) de superposición de dicho grupo de montaje (2, 2’).
2.- Procedimiento según la reivindicación anterior, donde una pluralidad o todos los grupos (2, 2’) de montaje están formados por dos o más segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición.
3.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la longitud (I5) del segmento (5) de superposición más alto de un determinado grupo (2) de montaje es mayor que la longitud (l4) del segmento (4’) de superposición más bajo del siguiente grupo (2’) de montaje.
4.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tramo de base (3) posee una longitud (I) mayor que la longitud (14,4,5,5) de cada uno de los segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición.
5.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la longitud (I) del tramo de base (3) supera en, al menos, 50.0 cm la longitud (14,4,5,5) de al menos uno de los segmentos (4, 4’, 5, 5’) de superposición de la torre (1).
6.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde uno o más de los segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición o el tramo base (3) están formados por elementos cilindricos metálicos y/o de hormigón, con estructura continua y/o conformados como uniones de dovelas.
7.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde uno o más de los segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición están formados por dovelas y dichas dovelas se ensamblan a pie de torre (1).
8.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, aplicado a una torre (1) de altura igual o superior a 100.0 m.
9.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la torre (1) comprende dos grupos (2, 2’) de montaje, y donde cada grupo (2, 2’) de montaje comprende dos segmentos (4, 5, 4’, 5’) de superposición.
10.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se instala, sobre el grupo (2’) de montaje superior, una nacelle y/o unas palas de aerogenerador.
11.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se emplea una grúa de montaje de tipo móvil.
12.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se emplea, para la instalación de los grupos de montaje (2, 2’), una grúa diferente a la grúa de montaje empleada para la instalación del tramo base (3) de la torre (1).
13.- Torre (1) instalada según un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
14.- Torre (1) según la reivindicación anterior que comprende, sobre el grupo (2’) de montaje superior, una nacelle y/o una o más palas de aerogenerador.
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