ES2310219T3 - Procedimiento para la construccion de una cimentacion, en particular para una torre de una planta de energia eolica. - Google Patents
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Abstract
Barra de apoyo para empleo en un procedimiento para la construcción de una cimentación para una construcción que presenta varios segmentos, en especial para una torre para una planta de energía eólica, caracterizada por constar de un tubo exterior (211) y un pie de apoyo (210) situados en un extremo de la barra de apoyo (21), presentando el pie de apoyo (210) una barra (26) desplazable en el tubo exterior (211), una primera placa (22) fijada al tubo exterior (211) y una segunda placa (23) fijada a la barra (26), que están unidas mediante una barra roscada (24) para variar la distancia entre las dos placas (22, 23), estando realizada la segunda placa (23) para ser unida firmemente a un elemento (4) que se trata de apoyar.
Description
Procedimiento para la construcción de una
cimentación, en particular para una torre de una planta de energía
eólica.
La invención se refiere a un procedimiento para
la realización de una cimentación para una construcción que
presenta varios segmentos, en particular para una torre de una
planta de energía eólica. La invención se refiere además a una
barra de apoyo, a un segmento de cimentación para esa construcción
así como a una planta de energía eólica.
Para construcciones de envergadura tiene enorme
importancia la realización de una cimentación plana y de estabilidad
duradera. El cimiento deberá satisfacer unos requisitos
importantes, especialmente para una torre de una planta de energía
eólica que puede presentar alturas superiores a 100 m y que durante
el servicio está expuesto a unas fuerzas enormes.
En la actualidad se realiza la cimentación de
una planta de energía eólica disponiendo primeramente en un lecho
de la cimentación lo que se llama una capa limpia, es decir una capa
de cemento o de hormigón que sea lo más plana y horizontal posible.
A continuación se colocan en el segmento de cimentación, es decir el
segmento más inferior de la torre compuesta de varios segmentos,
unas barras de apoyo mediante las cuales se apoya el segmento de
cimentación sobre la capa limpia. Para compensar las irregularidades
de la capa limpia y nivelar el segmento de cimentación lo más
horizontal posible, las barras de apoyo se pueden enroscar a
diferente profundidad en la cara inferior del segmento de
cimentación, para lo cual las barras de apoyo están realizadas en
forma de una barra roscada, al menos en la zona superior orientada
hacia la cara inferior del segmento de cimentación.
En casos aislados ha sucedido que debido a la
elevada carga lateral sufrida por las barras de apoyo a causa del
segmento de cimentación, que en la actualidad puede presentar un
peso de 10 a 14 t, las barras de apoyo o bien han penetrado en la
capa limpia o una barra de apoyo se ha pandeado en la cara inferior
del segmento de cimentación. Por este motivo han podido llegar a
producirse vuelcos del segmento de cimentación. Además del peligro
que esto supone para las personas que tienen encomendada la
realización de la cimentación, esto ha dado lugar además a retrasos
en el tiempo y a costes adicionales para la corrección de estos
daños.
La invención tiene por lo tanto como objetivo
describir un procedimiento mejorado para la realización de una
cimentación para una construcción que presenta varios segmentos, en
particular para una torre de una planta de energía eólica, una
barra de apoyo mejorada, un segmento de cimentación adecuado así
como una planta de energía eólica en la que se evitan los problemas
antes citados.
Este objetivo se resuelve conforme a la
invención por un procedimiento según la reivindicación 6, que
comprende los pasos siguientes:
- a)
- Excavación de un lecho de cimentación,
- b)
- Construcción de una capa limpia estable, que transcurra esencialmente plana y horizontal, en el lecho de la cimentación,
- c)
- Colocación de un segmento de cimentación de la construcción sobre la capa limpia, estando dispuestas de forma repartida en el segmento de cimentación por lo menos tres barras de apoyo de altura regulable, situadas firmemente mediante respectivamente un pie de apoyo dispuesto en un extremo de las barras de apoyo, de tal modo que solamente se apoyan las barras de apoyo sobre puntos de apoyo predeterminados de la capa limpia,
- d)
- Establecimiento de una armadura sobre la capa limpia,
- e)
- Vertido del lecho de cimentación restante con masa de cimentación, en particular hormigón, hasta por encima del borde inferior del segmento de cimentación.
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La invención se basa para ello en el
conocimiento de que se pueden evitar los problemas surgidos en el
procedimiento utilizado hasta la fecha si las barras de apoyo no se
enroscan directamente en la cara inferior del segmento de
cimentación sino que en el segmento de cimentación estén colocadas
fijas de forma repartida unas barras de apoyo mediante sendos pies
de apoyo, por ejemplo en forma de una placa de apoyo, antes de
colocar el segmento de cimentación sobre la capa limpia. Los medios
de regulación vertical siguen estando previstos en las barras de
apoyo, pero en otro lugar distinto al que tenían hasta ahora, y las
regulación en altura no se consigue enroscando a distinta
profundidad las barras de apoyo en la cara inferior del segmento de
cimentación. Mediante los pies de apoyo se consigue una superficie
de asiento considerablemente mayor para el segmento de cimentación
sobre las barras de apoyo y con ello una distribución de cargas
considerablemente mejor. De este modo ya no puede aparecer el
pandeo de una barra roscada en la cara inferior del segmento de
cimentación.
Para evitar también que la barra de apoyo pueda
penetrar en la capa limpia se ha previsto también conforme a la
invención que se refuercen los puntos en los que se vayan a apoyar
las barras de apoyo con el segmento de cimentación sobre la capa
limpia. Este refuerzo puede efectuarse en superficie mediante la
colocación de esteras de armadura (adicionales) y/o mediante
refuerzo local, por ejemplo aumentando la capa limpia en unas
posiciones predeterminadas. Una alternativa de esto o un complemento
es el empleo de placas de pie. Éstas se pueden colocar sobre la
capa limpia en unas posiciones predeterminadas, de modo que las
barras de apoyo se puedan apoyar sobre ellas, o bien van colocadas
en la barra de apoyo en el lado opuesto al pie de apoyo.
Una vez que el segmento de cimentación ha sido
apoyado con las barras de apoyo sobre estos puntos de apoyo o
placas de pie y se ha efectuado la regulación en altura, se rellena
finalmente el resto del lecho de cimentación en una o varias
operaciones de colada empleando masa de cimentación, por ejemplo
hormigón, rellenándose la masa de cimentación hasta por encima del
borde inferior del segmento de cimentación, de modo que se consigue
una cimentación estable. En este proceso de colada final tampoco
aparecen ya los problemas observados de modo aislado en el
procedimiento conocido, en particular las variaciones de posición
del segmento de cimentación durante el relleno con masa de
cimentación, gracias al apoyo estable del segmento de
cimentación.
En una realización preferida está previsto que
las barras de apoyo se fijen mediante placas de apoyo en una brida
colocada en la cara inferior del segmento de cimentación. Las placas
de apoyo se atornillan preferentemente a la brida. De este modo se
puede conseguir un asiento y apoyo especialmente buenos del segmento
de cimentación sobre las barras de apoyo.
En una realización alternativa está previsto que
las barras de apoyo estén colocadas respectivamente en una brida
que transcurre por el borde superior del segmento de cimentación.
Para ello el pie de apoyo está realizado en el extremo superior de
la barra de apoyo preferentemente de modo que se pueda unir
firmemente con la brida, por ejemplo atornillándolo. Para asegurar
un apoyo seguro del segmento de cimentación está previsto además
preferentemente en una realización de esta clase que las barras de
apoyo pasen a través de ojetes dispuestos en el borde inferior del
segmento de cimentación y transcurran por el interior del segmento
de cimentación.
El llenado del lecho de cimentación con masa de
cimentación en la última fase del proceso puede efectuarse en un
único proceso de vertido. El llenado del lecho de cimentación
restante puede efectuarse también preferentemente en dos fases,
especialmente en el caso de la realización antes descrita de las
barras de apoyo. En una primera fase se rellena para ello el lecho
de cimentación con masa de cimentación primeramente hasta
aproximadamente el borde inferior del segmento de cimentación. A
continuación se puede volver a proceder a un eventual reajuste de
altura del segmento de cimentación para compensar también eventuales
variaciones de posición del segmento de cimentación producidas
durante este primer llenado, y lograr así una posición lo más
horizontal posible. Para ello las barras de apoyo presentan
obviamente los medios de ajuste vertical en una zona que en este
momento todavía no está llenada de masa de cimentación. Sólo
después de este ajuste vertical se rellena finalmente el restante
lecho de cimentación hasta la altura deseada.
En otra realización está previsto conforme a la
invención que el llenado del lecho de cimentación restante con masa
de cimentación tenga lugar hasta una altura tal que unos agujeros
previstos en las paredes laterales del segmento de cimentación
queden cubiertos por masa de cimentación, con lo cual la masa de
cimentación penetra también en el espacio inferior hueco del
segmento de cimentación. En el segmento de cimentación está prevista
preferentemente una fila de agujeros periférica a una distancia
uniforme de la cara inferior del segmento de cimentación. A través
de estos agujeros se trenzan alambres de armadura, de modo que se
obtenga una unión mecánica entre la cimentación y la sección de
cimentación.
La masa de cimentación por lo tanto no solamente
se vierte en el segmento de cimentación en la zona del entorno del
segmento de cimentación, sino también en el espacio interior del
segmento de cimentación hueco, para que éste no esté expuesto a
cargas laterales debidas a la masa de cimentación vertida en el
espacio exterior, lo cual podría dar lugar a variaciones de
posición del segmento de cimentación durante el proceso de vertido.
Por el hecho de que se vierte también masa de cimentación en el
espacio interior del segmento de cimentación se estabiliza éste en
una posición y no puede volcar o variar de posición tan fácilmente
debido a la masa de cimentación vertida en la zona exterior.
La regulación vertical de las barras de apoyo
está prevista preferentemente en el extremo inferior de las barras
de apoyo orientado hacia la capa limpia. Esto se podría realizar por
ejemplo mediante una tuerca ajustable. La barra de apoyo
propiamente dicha presenta preferentemente una barra roscada en su
interior mediante la cual se puede efectuar la regulación
vertical.
En una realización ventajosa del procedimiento
conforme a la invención está prevista la medición del ajuste
vertical actual de las distintas patas de apoyo. Para ello se prevén
preferentemente medios de medida ópticos, tal como por ejemplo un
medio de medición que emita un rayo láser enfocado en dirección
horizontal, estando colocados los correspondientes sensores en las
patas de apoyo. Éstos generan una señal del sensor que contiene una
información sobre la forma que tiene el ajuste vertical actual de la
pata de apoyo permitiendo por lo tanto realizar un ajuste vertical
de modo que el segmento de cimentación quede alineado
horizontalmente. Además se pueden prever también medios de
accionamiento controlados para efectuar el ajuste vertical de las
patas de apoyo, que realicen automáticamente el ajuste vertical de
las patas de apoyo en función de las señales determinadas por los
sensores.
En las reivindicaciones 1 a 5 se describen
barras de apoyo conformes a la invención utilizables preferentemente
en el procedimiento conforme a la invención. Un segmento de
cimentación conforme a la invención con las características
descritas figura en las reivindicaciones 7 y 18. La invención se
refiere además también a una planta de energía eólica con una torre
que presenta varios segmentos, donde el segmento más inferior es un
segmento de cimentación de la clase descrita, o donde la
cimentación de la torre está preparada por el procedimiento
descrito.
La invención se explica a continuación
sirviéndose de dibujos. Éstos muestran:
Fig. 1 una planta de energía eólica conforme a
la invención con una torre compuesta por varios segmentos;
Fig. 2 una primera realización de un segmento de
cimentación conforme a la invención;
Fig. 3 un detalle del segmento de cimentación
conforme a la invención según la Fig. 2 con una barra de apoyo;
Fig. 4 una segunda realización de un segmento de
cimentación conforme a la invención;
Fig. 5 una representación del segmento de
cimentación según la Fig. 4, con una barra de apoyo;
Fig. 6 un detalle del segmento de cimentación
conforme a la invención según la Fig. 5;
Fig. 7 otro detalle del segmento de cimentación
conforme a la invención según la Fig. 5;
Fig. 8 una pata de apoyo de una barra de apoyo
representada en la Fig. 5;
Fig. 9 una vista anterior de otra de una barra
de apoyo conforme a la invención;
Fig. 10 una vista lateral de la barra de apoyo
según la Fig. 9;
Fig. 11 otra vista lateral de otra realización
de una barra de apoyo conforme a la invención, con un
accionamiento;
Fig. 12 una vista anterior de otra realización
de una barra de apoyo conforme a la invención con un sensor para el
ajuste vertical;
Fig. 13 una vista en planta de un segmento de
cimentación conforme a la invención para explicar la generación de
las señales de los sensores para el ajuste vertical; y
Fig. 14 un esquema de bloques de un sensor para
ajuste vertical previsto en una realización de las barras de
apoyo.
La planta de energía eólica 1 representada
esquemáticamente en la Fig. 1 presenta una torre 2 que consta de
varios segmentos 3, estando el segmento más inferior 4, el llamado
segmento de cimentación, empotrado en una cimentación 5. En la
parte superior de la torre 2 va apoyada giratoria una góndola 6, en
la que a su vez está dispuesto un rotor 7 con varias aspas de rotor
8. En el interior de la góndola 6 está situado un generador
eléctrico que gira por la fuerza del viento que actúa sobre las
aspas del rotor 8 y genera así energía eléctrica.
Los segmentos 3, incluido el segmento de
cimentación 4 de la torre 2 son preferentemente elementos de acero,
pero en principio pueden ser también elementos de hormigón
pretensado en el cual van empotrados por ejemplo elementos de acero
pretensado o anclajes. El segmento de cimentación 4 va empotrado en
una placa de cimentación 9 que es preferentemente de hormigón. Esta
placa de cimentación 9 puede sobresalir de la zona del terreno 10
circundante o también puede rematar a ras de tierra, pero en
cualquier caso cubre el borde inferior del segmento de cimentación
4 así como las barras de apoyo 11 dispuestas en la cara inferior del
segmento de cimentación 4. Mediante estas barras de apoyo 11 se
apoya el segmento de cimentación sobre la llamada capa limpia 12,
es decir una capa de cemento o de hormigón que transcurre lo más
lisa y horizontal posible, que se vierte en el lecho de la
cimentación antes de colocar el segmento de cimentación 4 con las
barras de apoyo 11.
En la Fig. 2 están representados los elementos
esenciales de la cimentación 5 antes del vertido de la masa de
cimentación para formar la placa de cimentación 9. Para la
construcción de la cimentación se excava primero en el terreno 10
un lecho de cimentación 13. A continuación se coloca sobre el fondo
del lecho de cimentación una capa limpia 12, cuya superficie deberá
transcurrir lo más lisa y horizontal posible. Antes de colocar el
segmento de cimentación 4 sobre la capa limpia 12 se colocan
primeramente en la cara inferior 41 del segmento de cimentación 4
firmemente tres barras de apoyo 11. Para conseguir una distribución
de cargas lo más uniforme posible y un asiento lo mejor posible del
segmento de cimentación sobre las barras de apoyo 11, éstas
presentan en su extremo superior orientado hacia la cara inferior
del segmento de cimentación 4 sendas placas de apoyo 110 dispuestas
fijas como pie de apoyo, mediante las cuales las barras de apoyo 11
van fijadas a una brida 42 del segmento de cimentación,
preferentemente atornilladas firmemente. Las barras de apoyo 11
están además dispuestas distanciadas uniformemente o en posiciones
predeterminadas en el perímetro del segmento de cimentación
cilíndrico 4. Antes de apoyar el segmento de cimentación 4 se marcan
los puntos de asiento 14 sobre la capa limpia 12 y se refuerzan con
placas de pie para evitar que las barras de apoyo 11 puedan hundirse
en la capa limpia 12. Una vez que se ha colocado entonces el
segmento de cimentación 4 sobre las placas de pie 14 se puede
proceder mediante las barras de apoyo 11 a una regulación vertical
para alinear el segmento de cimentación 4 lo más horizontalmente
posible. Para ello las barras de apoyo 11 presentan unos medios de
regulación vertical 111 que pueden estar realizados como barra
roscada situada en el interior, con una tuerca de ajuste.
Una vez efectuada la alineación vertical del
segmento de cimentación 4 se prepara la armadura. Para ello se
trenzan alambres de armadura a través de los agujeros previstos como
fila de agujeros 43 en las paredes laterales del segmento de
cimentación 4. Por último se rellena el lecho de cimentación 13
completamente con masa de cimentación, preferentemente hormigón.
Para ello se vierte la masa de cimentación por una parte en el
espacio exterior 15 del segmento de cimentación 4 y también en el
espacio interior 44 del segmento de cimentación 4 para que al
verter la masa de cimentación no se modifique la posición del
segmento de cimentación, por ejemplo debido a fuerzas laterales
causadas por la masa de cimentación que actúa desde el exterior.
Dado que a través de los agujeros de la fila de agujeros 43 pasan
los alambres de la armadura de la cimentación se pueden transmitir
también con seguridad a la cimentación fuerzas de tracción
procedentes de la torre. Una vez que el segmento de cimentación 4
queda firmemente empotrado se puede proceder a la restante
construcción de la torre.
En la Fig. 3 está representado más
detalladamente un detalle del segmento de cimentación 4 con una
barra de apoyo 11. Allí se observa cómo va atornillada la barra de
apoyo 11 a la brida 42 del segmento de cimentación 4 mediante la
placa de apoyo 110 que está firmemente unida a la barra de apoyo 11.
Por lo menos en la zona interior de la barra de apoyo 11 está
prevista una barra roscada 114 situada en su interior, sobre la cual
va colocada una tuerca de ajuste 112 para efectuar la regulación
vertical es decir para modificar la longitud de la barra de apoyo
11. Para ello la tuerca de ajuste 112 se apoya en la envolvente
exterior de la barra de apoyo 11 permitiendo de este modo ajustar
la barra roscada 114 en su dirección longitudinal. La tuerca fija
113 permite sujetar la barra roscada 114 de modo que ésta no pueda
girar al mismo tiempo cuando se gire la tuerca 112.
La Fig. 4 muestra una realización alternativa de
un segmento de cimentación conforme a la invención, en el cual se
emplean en particular unas barras de apoyo 21 distintas. Vuelve a
estar representado el segmento de cimentación 4 que se apoya sobre
tres barras de apoyo 21. Entre la capa limpia 12 y las barras de
apoyo 21 vuelven a estar previstas unas placas de apoyo 14 que
sirven para distribuir el peso e impedir que las barras de apoyo 21
se hundan en la capa limpia 12.
En esta realización las barras de apoyo 21
transcurren por el espacio interior 44 del segmento de cimentación
4 hasta el borde superior de éste, tal como se ve claramente en la
Fig. 5. Allí está representado un segmento de cimentación 4 en
sección con una única barra de apoyo 21. La barra de apoyo 21 está
realizada en varias partes y presenta un pie de apoyo 210, una
pieza intermedia 211 y una pieza terminal 212 con una placa de pie
213. El pie de apoyo 210 sirve para fijar la barra de apoyo 21 a la
brida superior 45 del segmento de cimentación 4. La pieza
intermedia 211 está unida por un lado con el pie de apoyo 10 y
también con la pieza terminal 212, por ejemplo enroscada en la
pieza terminal 212 por medio de una rosca en la zona de un punto de
unión 214. El punto de unión 214 está situado en este caso por
encima de la fila de agujeros 43, a una altura que después del
relleno completo del lecho de cimentación no queda cubierta con masa
de cimentación. De este modo queda finalmente empotrada solamente
la pieza terminal 212 de la barra de apoyo 21, mientras que la
pieza intermedia 211 y el pie de apoyo 210 se pueden volver a
utilizar. Para apoyar mejor el segmento de cimentación, la barra de
apoyo 21 pasa a través de un ojete 46 situado en la brida inferior
42, tal como se reconoce también con mayor detalle en la Fig.
6.
La Fig. 7 muestra la parte superior de la barra
de apoyo, es decir una parte de la pieza intermedia 211 así como el
pie de apoyo 210. El pie de apoyo comprende varias partes para la
fijación de la barra de apoyo 21 en la brida superior 45 del
segmento de cimentación 4 así como para la regulación vertical o
ajuste vertical durante la construcción de la cimentación. Por
encima y por debajo de la brida periférica 45 se encuentran sendas
placas 22, 23. La placa inferior 22 oculta parcialmente un tornillo
27 que pasa a través de la disposición de agujeros 47 en la brida
superior 45 y que une la placa superior 23 del pie de apoyo 210 con
el segmento de cimentación 4. Por el interior del segmento de
cimentación 4 transcurren además dos barras roscadas 24 entre las
dos placas 22, 23, que mediante tuercas 25 permiten ajustar la
posición de la placa superior 23 respecto a la parte restante del
pie de apoyo 210. Para ello, una barra 26 fijada a la placa superior
23 desliza dentro de la pieza intermedia 211 que sirve como tubo
exterior. Dado que el segmento de cimentación 4 está unido a la
placa superior 23 se mueve la totalidad del segmento de cimentación
4 con relación a la capa limpia 12 al modificar la posición de la
placa superior 23.
La regulación de la placa superior 23 puede
efectuarse por ejemplo de tal modo que se levante el segmento de
cimentación 4 con un equipo elevador adecuado, por ejemplo con una
grúa. A continuación se pueden ajustar las tuercas 25 (véase
también la Fig. 8) que se observan debajo de la placa superior 23,
hasta alcanzar la posición deseada. Una vez efectuado el ajuste se
puede volver a descender el segmento de cimentación 4 que se
encuentra por lo tanto en la posición deseada. De este modo se puede
conseguir durante la realización de la cimentación de forma
sencilla una regulación vertical o ajuste vertical del segmento de
cimentación.
Otra realización de una barra de apoyo conforme
a la invención está representada en una vista frontal y una vista
lateral en las Fig. 9 y 10. Igual que antes, la pieza terminal 212
va conducida a través de un ojete situado en el borde inferior de
la sección de cimentación, tal como está representado en la Fig. 5.
Tampoco varía el hecho de que esta pieza terminal vaya empotrada en
la cimentación y no se vuelva a utilizar. Para ello se rellena la
cimentación hasta una altura que en estas figuras está indicada por
una línea 217. Para evitar la penetración de humedad se han
previsto unas cubiertas 215 que después de retirar la parte de la
barra de apoyo reutilizable de las piezas terminales 212 se emplean
para tapar los extremos que entonces quedan abiertos.
También la parte superior de esta barra de apoyo
es en gran medida igual que en la barra de apoyo descrita
anteriormente. Así se encuentran dos placas 22, 23 entre las cuales
están dispuestas barras roscadas 24 con tuercas. En la vista
anterior de la Fig. 9 se observan dos barras roscadas 24 con tuercas
25, que en la vista lateral de la Fig. 2 están una oculta detrás de
la otra por lo que solamente se reconoce una barra roscada 24 con
una tuerca 25. En la Fig. 10 se ve además una parte de la placa
superior 23 seccionada mostrando un orificio pasante 28. A través
de este orificio pasante 28 se puede unir la placa 23, y por lo
tanto la barra de apoyo, con la brida superior de la sección de
cimentación.
Para simplificar la regulación vertical y
reducir aún más la proporción de trabajo manual se ha previsto entre
las dos placas 22, 23 un conjunto con un cilindro telescópico 29 y
una barra telescópica 26. Este cilindro puede tener por ejemplo
accionamiento neumático o hidráulico permitiendo de este modo
ajustar de forma sencilla la sección de cimentación unida a la
barra de apoyo. La barra roscada 24 y la tuerca 25 sirven en esta
forma de realización por una parte para fijar la posición
establecida primeramente por modo hidráulico o neumático, y por
otra parte como "accionamiento de emergencia" para poder seguir
ajustando manualmente la sección de la cimentación en caso de fallo
del sistema hidráulico o neumático.
Para mayor claridad se ha representado en la
Fig. 11 sólo el tramo superior de una barra de apoyo conforme a la
invención hasta su transición a la pieza terminal 212. En esta Fig.
se ha indicado adicionalmente la sección de cimentación 4. Ésta
está unida a la placa superior 23. Además, la barra 26 puede estar
realizada como barra roscada que por su extremo inferior apoya de
forma giratoria y es girada por un accionamiento 216, de modo que
se puede desplazar verticalmente la placa 23 con una rosca adecuada,
dependiendo del sentido de giro. De este modo varía también la
posición vertical del segmento de cimentación 4 unido a la placa
superior. El control de estos accionamientos tal como los motores
eléctricos y los sistemas de control para los cilindros 26, 29
representados en las Fig. 9 y 10 ya son conocidos por lo que se
renuncia aquí a dar una descripción más detallada.
La Fig. 12 muestra otra forma de realización de
una barra de apoyo conforme a la invención que permite un ajuste
automático del pie de apoyo en una posición predeterminable. Para
mayor claridad también se ha representado en esta Fig. el tramo
superior de la barra de apoyo conforme a la invención. Ésta tiene
una estructura esencialmente semejante a la variante representada
en las Fig. 9 y 10.
Pero como complemento a la representación según
las Fig. 9 y 10 se ha previsto aquí un sensor 30. Éste presenta
varios elementos fotosensibles 32 dispuestos en una carcasa 31,
tales como fototransistores, fotorresistencias o similares. Como
complemento pueden estar previstos también filtros o bien los
elementos fotosensibles 32 pueden estar realizados de tal modo que
reaccionan únicamente ante un espectro predeterminado con el fin de
reducir o eliminar totalmente las influencias de la luz dispersa y
de la luz de día.
Si se prevé por lo tanto una fuente luminosa en
una posición horizontal predeterminada, la luz procedente de esta
fuente luminosa incide sobre los elementos fotosensibles 32, en
función de la orientación de esta fuente luminosa por una parte y
del ajuste del pie de apoyo por otra. Si esta luz se enfoca ahora
suficientemente son sólo unos pocos de los elementos fotosensibles
32 sobre los que incide la luz. De ahí se puede deducir la posición
de ajuste vertical del pie de apoyo correspondiente con relación a
la fuente luminosa. Por lo tanto si el sensor 30 se encuentra en
una posición definida unívocamente y la fuente luminosa también
tiene una posición definida unívocamente, se puede deducir por
ejemplo de una desviación del rayo de luz incidente respecto a una
posición predeterminada en el sensor 30, como por ejemplo el centro
de éste, una magnitud de ajuste que se puede emplear para modificar
el ajuste vertical del pie de apoyo. De este modo se puede realizar
una alineación automática de la sección de cimentación.
Un ejemplo de esta disposición está representado
en la Fig. 13. Allí se muestra una sección de cimentación 4 en una
vista en planta, en cuya cara interior están dispuestas tres barras
de apoyo conformes a la invención, decaladas entre sí 120º. Lo
esencial de esta disposición es que la alineación de esta sección de
cimentación se orienta por la brida superior, ya que ésta ha de
quedar alineada de modo exactamente horizontal, mientras que la
alineación de la brida inferior de la sección de cimentación no
tiene importancia, por motivos fácilmente comprensibles. En el
centro de la sección de cimentación 4 está colocada una fuente de
luz 35, por ejemplo sobre un trípode 36, y está alineada
exactamente en dirección horizontal. Esta fuente de luz 35 puede
emitir por ejemplo un rayo láser 37 cuya luz está todavía
suficientemente concentrada a gran distancia y que recorre 360º en
la sección de cimentación.
Cada una de las tres patas de apoyo está
representada con su placa superior 23 que está firmemente unida a
la sección de cimentación 4. También están representadas las barras
roscadas 24 y el accionamiento 216 y el sensor 30. Cuando el rayo
láser 37 realiza ahora un barrido horizontal exacto se genera en
cada sensor 30 una señal que indica si el pie de apoyo se encuentra
en este lugar en la posición deseada, o si se ha de ajustar
manualmente o mediante el accionamiento 216.
En la práctica se efectuará el ajuste vertical
de las patas de apoyo preferentemente de modo que se lleve primero
una de las patas de apoyo a una posición predeterminada, dejando
entonces invariable esta pata de apoyo y efectuando entonces la
alineación de la sección de cimentación 4 por medio de las otras dos
patas de apoyo. El sensor 30 puede influir naturalmente
directamente en el accionamiento 16 por medio de su señal de
salida. Pero por otra parte también se puede prever un sistema de
control central que evalúe la señal del sensor y emita las
correspondientes señales para la activación del accionamiento 16
correspondiente en cada caso.
\newpage
La Fig. 14 muestra de forma simplificada un
ejemplo de un sensor 30. En este sensor 30 los elementos sensores
fotosensibles 32 están dispuestos unos junto a otros o unos sobre
otros. A título de ejemplo se han representado estos elementos
sensores 32 aquí como fototransistores. Para mayor claridad se ha
omitido el circuito exterior de los transistores, que el
especialista conoce perfectamente. Los colectores de estos
fototransistores 32 están conectados en paralelo a una conexión 51
para la alimentación de corriente.
Dependiendo de la posición del transistor en
este sensor, los emisores de los transistores van conectados a
nudos o forman una salida de señal. Los emisores de los nueve
transistores superiores representados en esta Fig. están unidos a
las conexiones de entrada de un enlace OR 50. La salida de este
enlace 50 está disponible como salida de señal 52. Los emisores de
los nueve fototransistores inferiores representados en esta Fig.
también están unidos a las conexiones de entrada de un enlace OR 50,
y su salida 53 también está disponible como salida de señal. La
salida del fototransistor central está directamente disponible como
salida de señal 54. Todas las salidas pueden pasar naturalmente
también a través de etapas amplificadoras.
Si el sensor 30 se instala de tal modo que la
posición horizontal deseada se alcanza cuando queda iluminado el
transistor central, se puede deducir de ahí sin más que cuando
incide luz sobre uno de los fototransistores situados por encima de
este transistor central, el sensor, y por lo tanto el pie de apoyo,
están ajustados todavía demasiado bajos. Debido al enlace 50
aparece en la salida 52 una señal que activa un ajuste hacia arriba
del pie de apoyo y por lo tanto del sensor. Si la luz incide sobre
un fototransistor situado por debajo del fototransistor central se
deduce de ahí que es preciso ajustar el pie de apoyo más bajo. En
cuanto el fototransistor central emite una señal a través de la
conexión 54 se puede utilizar ésta como señal de "parada" para
dar por terminado el ajuste del pie de apoyo.
Dado que la altura absoluta, por ejemplo sobre
el nivel normal, no está especificada rigurosamente para la brida
superior de la sección de cimentación, se puede considerar también
otra forma de proceder alternativa para la alineación de la sección
de cimentación. En este caso se ajusta primeramente uno de los pies
de apoyo a una altura deseada. El rayo de luz rotatorio incidirá
por lo tanto sobre uno de los elementos fotosensibles 32. Este
sensor emite una señal de sensor que permite sacar una conclusión
relativa al elemento fotosensible 32 sobre el que ha incidido el
rayo de luz rotatorio, y que por lo tanto representa la altura de
ajuste del pie de apoyo. Esta señal puede ser una señal analógica
pero también una señal digital, como por ejemplo una señal en
codificación binaria. Esta señal se puede conducir por ejemplo a un
sistema de control central. Si ahora los dos pies de apoyo
pendientes de ajustar se van regulando hasta que cada uno de los
sensores correspondientes emite una señal igual a la de este
control central, es decir hasta que el mismo elemento sensor reciba
el rayo de luz, se ha realizado igualmente la alineación horizontal
de la sección de cimentación.
Caben naturalmente también otras realizaciones
de los sensores y otro modo de ajuste de los pies de apoyo. En una
realización está previsto por ejemplo que en cada pie de apoyo esté
situado un elemento reflectante en la misma posición vertical, que
refleje un rayo de luz incidente. En el centro de la sección de
cimentación. se encuentra entonces no sólo la fuente de luz sino
también el correspondiente receptor. Solamente cuando el rayo de
luz incide sobre los elementos reflectantes recibirá el receptor un
rayo de luz reflejado, lo que señaliza que hay un ajuste vertical
correcto.
La invención no está limitada a su empleo en
plantas de energía eólica sino que por principio puede aplicarse
para la creación de una cimentación estable en cualquier clase de
construcción que presente por lo menos dos segmentos. También se
puede variar la cantidad, la disposición y la realización concreta
de los elementos representados en las Fig., en particular de las
barra de apoyo.
Claims (20)
1. Barra de apoyo para empleo en un
procedimiento para la construcción de una cimentación para una
construcción que presenta varios segmentos, en especial para una
torre para una planta de energía eólica,
caracterizada por constar de un tubo
exterior (211) y un pie de apoyo (210) situados en un extremo de la
barra de apoyo (21), presentando el pie de apoyo (210) una barra
(26) desplazable en el tubo exterior (211), una primera placa (22)
fijada al tubo exterior (211) y una segunda placa (23) fijada a la
barra (26), que están unidas mediante una barra roscada (24) para
variar la distancia entre las dos placas (22, 23), estando realizada
la segunda placa (23) para ser unida firmemente a un elemento (4)
que se trata de apoyar.
2. Barra de apoyo según la reivindicación 1,
caracterizada por llevar una placa de pie
(213) en el extremo de la barra de apoyo (21) opuesto al pie de
apoyo (210).
3. Barra de apoyo según una de las
reivindicaciones 1 a 2,
caracterizada por disponer de un medio de
accionamiento (216), especialmente un medio de accionamiento
hidráulico o neumático para efectuar el ajuste vertical de los pies
de apoyo (110, 210).
4. Barra de apoyo según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada por llevar un sensor (30),
en particular un sensor óptico que está dispuesto en el pie de apoyo
(110, 210) para recibir una señal de un transmisor y para generar
una señal del sensor que contiene una información relativa al
ajuste vertical del pie de apoyo (110, 210).
5. Barra de apoyo según la reivindicación 4,
caracterizada porque el sensor (30)
presenta varios elementos sensores (32) dispuestos a lo largo de la
dirección longitudinal de la barra de apoyo.
6. Procedimiento para la construcción de una
cimentación para una construcción que presenta varios segmentos, en
particular para una torre (2) de una planta de energía eólica, con
los pasos siguientes:
- a)
- Excavación de un lecho de cimentación (13),
- b)
- Establecimiento de una capa limpia (12) estable, esencialmente plana y horizontal, en el lecho de cimentación (13),
- c)
- Colocación de un segmento de cimentación (4) de la construcción sobre la capa limpia (12), estando dispuestas en el segmento de cimentación (4) de forma repartida un mínimo de tres barras de apoyo (11, 21) de altura regulable según una de las reivindicaciones 1 a 5 fijadas mediante respectivamente un pie de apoyo (110) dispuesto en el extremo de las barras de apoyo (11, 21), de tal modo que solamente se apoyan las barras de apoyo (11, 21) sobre puntos de apoyo (14) predeterminados de la capa limpia (12),
- d)
- Colocación de una armadura sobre la capa limpia,
- e)
- Relleno del lecho de cimentación restante con masa de cimentación, en particular hormigón, hasta por encima del borde inferior del segmento de cimentación (4).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque las barras de apoyo
(11) van fijadas respectivamente mediante placas de apoyo (110) a
una brida (42) dispuesta en la cara inferior (41) del segmento de
cimentación (4).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 7,
caracterizado porque la regulación
vertical de las barras de apoyo (11) que presentan respectivamente
una barra roscada interior (114) tiene lugar mediante un
dispositivo de regulación vertical situado en el extremo inferior
de las barras de apoyo (11), orientado hacia la capa limpia
(12).
9. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque las barras de apoyo
(21) se fijan respectivamente a una brida (45) que transcurre por
el borde superior del segmento de cimentación (4).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque las barras de apoyo
(21) se pasan a través de ojetes (46) situados en el borde inferior
del segmento de cimentación (4) y transcurren por el interior del
segmento de cimentación (4).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 10,
caracterizado porque para rellenar el
lecho de cimentación restante con masa de cimentación, el lecho de
cimentación primeramente se rellena aproximadamente hasta el borde
inferior del segmento de cimentación (4), que después se procede a
un eventual ajuste vertical del segmento de cimentación (4) y porque
a continuación se vierte el lecho de cimentación restante.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 11,
caracterizado porque los puntos de apoyo
(14) sobre la capa limpia (12) se refuerzan mecánicamente.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 12,
caracterizado porque la armadura se
trenza a través de agujeros (43) previstos en las paredes laterales
del segmento de cimentación (4), y porque el relleno del lecho de
cimentación restante (13) con masa de cimentación tiene lugar hasta
una altura tal que los agujeros (43) queden cubiertos por la masa de
cimentación.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 13,
caracterizado porque para efectuar el
ajuste vertical de los pies de apoyo (110, 210) tiene lugar una
medición del ajuste vertical actual de cada uno de los pies de
apoyo empleando medios de medición correspondientes, en particular
medios de medición ópticos.
15. Procedimiento según la reivindicación
14,
caracterizado porque para efectuar el
ajuste vertical de los pies de apoyo (110, 210), se emite desde un
dispositivo emisor (35), situado en el espacio interior del
segmento de cimentación (4), en particular desde una fuente de luz,
en dirección horizontal una señal de medición de altura, en
particular un rayo de luz concentrado (35), hacia los pies de apoyo
(110, 210) equipados con un sensor correspondiente (30), en
particular un sensor óptico, de modo que por los sensores (30) se
genera en cada caso una señal de sensor que contiene una información
relativa al ajuste vertical del pie de apoyo correspondiente (110,
210), y porque en función de la señal de sensor generada tiene
lugar el ajuste vertical del pie de apoyo correspondiente (110,
210).
16. Procedimiento según la reivindicación
15,
caracterizado porque el ajuste vertical
de los pies de apoyo (110, 210) tiene lugar mediante un
accionamiento controlado (216), evaluándose para el control las
señales de sensor generadas por los sensores (30).
17. Segmento de cimentación para una
construcción que presenta varios segmentos, en particular para una
torre de una planta de energía eólica,
caracterizado porque en el segmento de
cimentación (4) van colocadas de forma repartida tres barras de
apoyo (11, 21) de altura regulable según una de las
reivindicaciones 1 a 5, sujetas firmemente mediante respectivamente
un pie de apoyo (110, 210) dispuesto en el extremo de las barras de
apoyo (11, 21), para apoyar el segmento de cimentación (4) sobre
puntos de apoyo (14) de una capa limpia (12) en un lecho de
cimentación (13).
18. Segmento de cimentación según la
reivindicación 17,
caracterizado porque en las paredes
laterales del segmento de cimentación (4) están previstos unos
agujeros, en particular una fila de agujeros periférica (43) para
pasar a través de ellos barras de armadura para establecer una
unión mecánica entre la armadura y el segmento de cimentación
(4).
19. Planta de energía eólica con una torre (2)
que presenta varios segmentos, siendo el segmento más inferior un
segmento de cimentación (4) según la reivindicación 17 ó 18.
20. Planta de energía eólica con una torre que
presenta varios segmentos, estando construida la cimentación (5) de
la torre (2) según un procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 6 a 16.
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