GHT Cimentación Torres Eólicas
Gestamp Hybrid Towers (GHT) es una nueva unidad de negocio de Gestamp Renewable Industries creada para atender las nuevas tendencias del sector eólico con turbinas de mayor tamaño que requieren mayores alturas de torre, ofreciendo un amplio abanico de productos para el sector eólico. Debido a que el sector de los aerogeneradores se puede considerar un sector maduro, es imprescindible idear nuevas soluciones que permitan hacer más rentables las inversiones y acorten los plazos de ejecución. Nuestro compromiso con nuestros clientes es proporcionarles soluciones óptimas, respaldadas por certificados de producto y por un soporte técnico en ingeniería, que las particularice a medida en cada proyecto. Ofrecemos una cimentación innovadora, basada en la simplicidad, rapidez de ejecución, eficiencia de los recursos empleados, válida para todo tipo de torres, emplazamientos y suelos, y que sin duda genera una ventaja competitiva al reducir el ratio coste/kwh y el tiempo de ejecución. 2
Servicios ofertados: 1. Revisión de las cimentaciones ya diseñadas, comprobando su validez y la posibilidad de optimización. 2. Optimización de las cimentaciones anteriormente proyectadas cambiando el diseño original por nuestra propuesta. 3. Proyecto y cálculo de cimentaciones en nuevos proyectos de torres eólicas basados en nuestra solución más eficiente. 4. Ejecución de la cimentación. 5. Posibilidad de prefabricación en el propio emplazamiento de parte de la cimentación. 3
Gestamp Renewable Industries ha lanzado su nueva unidad de negocio denominada Gestamp Hybrid Towers (GHT) combinando nuestra contrastada experiencia en torres de acero junto con un equipo técnico altamente cualificado en ingeniería civil con más de 15 años de experiencia. GHT se compone de un completo equipo multidisciplinar de ingenieros, delineantes y personal que, avalado por la estructura y experiencia en el sector eólico de GESTAMP, nos permite cubrir todas las disciplinas necesarias para cualquier proyecto. Nuestro equipo de GHT aglutina el conocimiento en diseño, cálculo y ejecución tanto de cimentaciones como de elementos prefabricados de hormigón, así como en complejos cálculos dinámicos que nos permite desarrollar soluciones seguras, rápidas y económicas. 4
Nuevas incorporaciones en el equipo de GESTAMP: D. Javier Carpintero. Ingeniero de Caminos por la Universidad Politécnica de Madrid y MBA por la London Business School. Desde 1998, Javier ha desarrollado toda su carrera en Grupo Ortiz, una empresa internacional y diversificada en 2 grandes divisiones: construcción y energía, con un volumen de negocio de más de 600M y más de 2.000 trabajadores. Durante los dos últimos años ha sido CEO de Grupo Ortiz y ha llevado a la compañía a una importante expansión internacional y un incremento sustancial en el sector de las renovables como contratista de EPC y promotor en Eólica (100MW), termosolar (50MW) y fotovoltaica (70 MW). D. Cesar Abad. Ingeniero de Caminos por la Universidad Politécnica de Madrid. Especialista en Cimentaciones y Estructuras. Desde 1996 hasta 2006, siendo Director General llevó a Grupo Extremadura 2000 a convertirse en una de las más importantes empresas del sector del hormigón prefabricado de España. En 2007 creó Sektor Ingeniería y Prefabricados Zenet, una empresa que dispone de las más importantes novedades técnicas para la prefabricación de hormigón. D. Jorge Franco. Ingeniero de Caminos por la UAX de Madrid y Grado de Ingeniería Civil por la Universidad de Extremadura. Master en Prevención de Riesgos Laborales. Durante sus primeros años profesionales, Jorge trabajó como ingeniero especialista en soluciones geotécnicas. En 2002 empezó a trabajar como Director Técnico de Grupo Extremadura 2000 y fue responsable de la aplicación de las innovaciones en prefabricación de hormigón. En 2007 pasó a ser socio y Director Técnico de Sektor Ingeniería y Zenet Prefabricados. Desde 2002 ha sido el responsable directo de las estructuras de hormigón prefabricado y del cálculo de cimentaciones de cientos de proyectos en España y recientemente en Méjico, Marruecos, Brasil, desarrollando software para hacer más eficientes los cálculos y autor de extensa bibliografía técnica. Dña. Ana Jiménez. Ingeniera de Caminos por la Universidad Politécnica de Madrid. Durante los últimos 10 años, después de unos años en Valladares Ingeniería e INCISA, ha estado trabajando en Grupo Ortiz como integrante de la Oficina Técnica y responsable de I+D+I. También ha coordinado importantes proyectos de Ortiz y mejorado el sistema de producción de Indagsa, una empresa de prefabricados de Grupo Ortiz especializada en paneles de hormigón arquitectónico y de cerramiento. D. Carlos Abad. Ingeniero Industrial por la Universidad Politécnica de Madrid. Más de 12 años al cargo de la producción de varias plantas de prefabricados, primero en Grupo Extremadura 2000 y ahora en la planta de Zenet en Toledo. 5
En qué consiste la solución de GHT? GHT ha desarrollado un nuevo diseño de cimentación conceptualmente novedoso (patentado y en proceso de certificación) para todo tipo de torres eólicas que optimiza coste y plazo. El concepto de la cimentación dispone el acero y el hormigón en las posiciones donde realmente cada material trabaja eficientemente. El objetivo es crear una sección en T que aporta mayor eficiencia y ductilidad. La solución permite la posibilidad de industrialización prefabricando parte de la cimentación incluso en el propio emplazamiento. 6
Elementos que componen la cimentación Una losa superior de hormigón armado, de forma circular o poligonal, cuya función es la de distribuir uniformemente la presión sobre el terreno. (1) Un anillo central de refuerzo justo debajo del fuste de la torre. (2) Varias vigas de refuerzo o costillas rigidizadoras que, junto con la losa superior, conforman una sección compuesta en forma de T. (3) 7
Explicación del comportamiento estructural: Nuestro objetivo es conseguir un mejor rendimiento con una sección en T que estructuralmente es más eficiente y dúctil. La sección en T se comporta mejor frente al momento flector que soporta la cimentación y que genera esfuerzos de tracción en la cara inferior y de compresión en la cara superior. El hormigón soporta elevados esfuerzos de compresión pero nulos esfuerzos de tracción mientras que el acero se comporta de manera eficiente a tracción. El diseño inteligente dispondrá la mayor cantidad posible de hormigón en zonas de compresión mientras que el acero se dispondrá en zonas de tracción. Sección T conformada Ley de tensiones Respuesta estructural Fuerzas resultantes 8
Respuesta estructural: La solución presentada ha sido analizada mediante modelos del terreno con elementos finitos que tienen en cuenta las solicitaciones, la geometría de la cimentación, las propiedades del terreno y las fases de la construcción. A igual volumen de hormigón conseguimos un 10% más de inercia gracias a la disposición eficiente de los materiales. Rebajamos la profundidad de la fibra neutra, disponiendo de más reserva plástica,útil para mejorar la ductilidad de la pieza y el comportamiento frente a solicitaciones dinámicas. Mejoramos el comportamiento a fatiga al incrementar el comportamiento plástico del elemento de la cimentación. Aumentamos la resistencia al vuelco y deslizamiento de la cimentación debido a la contribución lateral del terreno. 9
Ejecución de la zapata: La excavación es simple de ejecutar, económica y muy rápida. Se ejecuta el rebaje de la losa. Posteriormente, se excava la zona del anillo, y por último, las costillas. Si el terreno no reúne las condiciones adecuadas para hormigonar, se colocará un encofrado tipo geomalla o similar. 10
Ejecución de la zapata: Presiones iniciales del terreno. Presiones en terreno bajo cargas extremas. 11
Qué beneficios aporta nuestra cimentación? Eficiencia: sólo se dispone hormigón y acero donde realmente son necesarios, optimizando las cuantías y reduciendo el coste final de la cimentación. Versatilidad: es aplicable a todo tipo de torres (de acero, híbridas, hormigón) y terrenos, ideal en combinación con pilotes o columnas de grava. Rapidez: se reduce considerablemente el volumen de excavación. No es necesario rellenar posteriormente, por lo que se suprime una etapa constructiva. La posibilidad de prefabricar parte de la cimentación supone un ahorro de tiempo adicional. Seguridad: se aumenta la ductilidad del elemento, incrementando la posibilidad de redistribución plástica de los esfuerzos, y mejorando con ello el comportamiento frente a solicitaciones dinámicas y fatiga. Calidad: el sistema permite la opción de prefabricación de los elementos de la cimentación, por lo que se contribuye al aseguramiento de la calidad. Organización: la losa superior proporciona una amplia superficie plana y limpia habilitada para el paso de vehículos, acopio de materiales, etc.. + Reducción de costes - 12
Qué beneficios aporta nuestra cimentación? Torre de acero 80HH Potencia 2MW Mediciones Convencional GHT Ahorro % Excavación m3 815,00 391,73 423,27 51,94% Hormigón limpieza m3 28,00 25,45 2,55 9,12% Hormigón cimentación H30 m3 346,00 334,60 11,40 3,29% Hormigón Cimentación H35 m3 7,13 0,00 7,13 100,00% Armadura Suministro kg 29.067,00 24.500,00 4.567,00 15,71% Encofrado m2 60,00 6,32 53,68 89,46% Transporte a vertedero m3 381,13 334,60 46,53 12,21% Relleno de tierras m3 433,87 57,13 376,74 86,83% Torre Híbrida 80HH Potencia 2MW Mediciones Convencional GHT Ahorro % Excavación m3 815,00 314,61 500,39 61,40% Hormigón limpieza m3 28,00 21,38 6,62 23,63% Hormigón Cimentación H30 m3 346,00 273,72 72,28 20,89% Hormigón Cimentación H35 m3 7,13 0,00 7,13 100,00% Armadura kg 29.067,00 20.042,24 9.024,76 31,05% Encofrado m2 60,00 8,80 51,20 85,34% Transporte a vertedero m3 381,13 273,72 107,41 28,18% Relleno de tierras m3 433,87 40,89 392,98 90,58% Utilizando nuestra cimentación en una torre de acero de 80 metros de altura de buje conseguimos ahorrar hasta un 10% de coste respecto a una zapata convencional. Utilizando nuestra cimentación en una torre híbrida de 80 metros de altura de buje conseguimos ahorrar hasta un 20% de coste respecto a una zapata convencional. 13
Cuánto Mejoramos? Para un estudio teórico de torre 80 metros altura de buje, generador de 1,6 MW y cimentación superficial, de manera aproximada obtenemos: Reducción del volumen de excavación del 50%. Reducción del volumen de hormigón. Reducción de los kg de acero entre un 15% y un 30% mayor rendimiento en su colocación. Eliminación de la mayoría del relleno de la zapata. Los diferentes ahorros en excavación, colocación de acero y relleno, suponen además un ahorro en plazo estimado del 30% que permite adelantar la puesta en servicio de la instalación. 14
GESTAMP Hybrid Towers Diciembre 2012