La presente invención se refiere a un sistema de análisis de patologías y reparación de cimentaciones de aerogeneradores, con Ia que se consigue un resultado más efectivo y duradero de Io que actualmente se conoce, prolongado Ia vida útil del aerogenerador.

El crecimiento mundial del número y tamaño de los aerogeneradores ha originado que se construyan e instalen turbinas cada vez más altas y pesadas que requieren importantes bases de cimentación de hormigón armado. El crecimiento está siendo tan rápido que no se ha podido ratificar con experimentos reales Ia validez de las hipótesis de diseño de estas cimentaciones, antes de seguir construyendo más. La consecuencia es que en estos momentos se empieza a comprobar que los movimientos de los fustes de las turbinas, como consecuencia de Ia presión del viento, son en muchos casos, muy superiores a los admisibles, provocando desperfectos en el hormigón de las cimentaciones.

La presente invención propone un procedimiento efectivo y específicamente dedicado a Ia función en cuestión, que de lugar a un sistema de reparación de Ia cimentación de aerogeneradores de sencilla ejecución, con bajo coste y resultados técnicamente apreciables. Las características de este sistema ofrecen al estado de Ia técnica una realización novedosa, simple, sencilla y de ejecución altamente económica frente a otras alternativas tradicionales como puede ser Ia reposición de las cimentaciones afectadas o el zunchado con vigas perimetrales de hormigón armado.

Tiene su campo de aplicación dentro de Ia industria de Ia construcción y singularmente en el marco de Ia industria auxiliar de mantenimiento de grandes estructuras, más concretamente en Ia reparación y rehabilitación de estructuras de hormigón en masa o armado.

No se conoce en este sector de Ia industria ningún procedimiento ni dispositivo con aplicación directa para resolver de una forma específica Ia problemática que soluciona Ia presente invención. Así Ia carencia de un sistema que aporte al estado de Ia técnica las novedosas soluciones propuestas, presenta ante esta invención los siguientes inconvenientes:

Los modelos conocidos están basados en Ia ejecución de unas vigas circulares fuertemente armadas que actúan de zunchos de las cimentaciones, también circulares y de hormigón armado afectadas, propensas al deterioro por Ia vibración y oscilación del fuste, Ia fisuración del hormigón armado se viene tratando por vertido o inyección de resinas muy fluidas a baja presión, que consiguen, en el mejor de los casos, un mero sellado superficial. Este procedimiento no consigue solucionar el problema, ya que es poco duradero y no monolitiza el interior de Ia base del aerogenerador. El coste de este procedimiento habitual es muy elevado. El empleo del hormigón en Ia reparación de Ia viga de zunchado obliga a mantener el aerogenerador parado durante muchos días, Io que representa un lucro cesante en Ia explotación, inasumible por Ia empresa explotadora de las turbinas.

Frente a los inconvenientes descritos, Ia presente invención aporta al estado de Ia técnica unas soluciones novedosas, sencillas, rápidas y de fácil ejecución, que dan como resultado las siguientes ventajas:

La fisuración del hormigón armado se trata mediante medios que inyectan en todas las fisuras, interiores y exteriores, materiales sintéticos, inertes y elásticos, que no tienen envejecimiento por Io que Ia longevidad de Ia base se prolonga significativamente más que con los procedimientos habituales. Este procedimiento consigue solucionar el problema, ya que es muy duradero y monolitiza el interior de Ia base del aerogenerador. El coste de este procedimiento es menor que los procedimientos habituales dada su sencillez, rapidez y durabilidad. Su ejecución es muy rápida, por Io que el tiempo de parada de Ia explotación es mínimo, haciendo así más rentable Ia explotación. Las cimentaciones reparadas por el procedimiento propuesto reduce hasta un 98 % el movimiento de los fustes de sus emplazamientos originales.

Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual. Así, el procedimiento propuesto por Ia presente invención se constituye a partir de las cuatro etapas siguientes:

Primera etapa: Análisis matemático de calculo basado en los principios de Ia elasticidad plana, que representa el comportamiento tensional de Ia cimentación cuando se Ie somete a las cargas y acciones de proyecto en función de los movimientos sufridos en Ia base del aerogenerador provocados por las tensiones soportadas por el fuste, así mismo se analiza el estado del hormigón, las fisuras producidas y Ia ubicación de éstas, Io que lleva a una valoración de los desperfectos.

Segunda etapa: Se realizan perforaciones en el hormigón hasta alcanzar Ia brida de acero inferior del fuste embebido en el hormigón. También se realizan otras perforaciones que interesan las fisuras radiales de Ia cimentación. Tercera etapa: En el exterior de las perforaciones se colocan unos obturadores constituidos por tubos de acero que entran a presión en Ia perforación, en cuyo interior están acoplados unos manguitos de caucho, que mediante un juego de tuercas y arandelas originan, al apretar las tuercas, una expansión radial que cierran los taladros de forma hermética, finalizando su colocación mediante una llave de bola, por donde se procede a inyectar resinas de alta o media viscosidad a presiones de hasta 600 K/cm2, Esta inyección tiene por objeto rellenar todos los huecos, grietas y fisuras que se hayan producido, así como regenerar el hormigón fracturado. Durante este proceso de inyección se controlan los posibles movimientos del fuste y de Ia virola del aerogenerador.

Cuarta etapa: Una vez consolidado el hormigón se realizan unos cálculos estructurales para determinar el valor de Ia fuerza de tesado necesaria en función de los movimientos detectados en el aerogenerador, geometría de Ia cimentación en el pedestal, virola y zapata y las cargas transmitidas por el aerogenerador a su cimiento. Conocido el valor de las presiones necesarias a transmitir entre el zuncho activo y el pedestal se dimensiona una faja que rodea toda Ia base con el objeto de constreñir al macizo de hormigón para evitar que se abra, como consecuencia de las tracciones que produce el movimiento del fuste del aerogenerador, de medidas adecuadas, fabricado con pletina de acero o laminado de fibra de carbono, que tiene acoplada en un extremo, una primera placa que se fija al hormigón, mediante adhesivo epoxi y anclaje mecánico y el otro extremo de Ia faja acopla también una segunda placa, sin fijar al hormigón, que permite el desplazamiento y tesado del material. Ambas placas están fabricadas en acero y cuentan con enganche para un gato hidráulico, el cual tira del extremo libre de Ia faja hasta darle Ia tensión que recomiendan los cálculos. El gato tira de Ia segunda placa con Ia fuerza obtenida de los cálculos, hasta llevarla a su sitio correcto. En ese momento, entre ambas placas se colocan unas barras roscadas de alta resistencia, pudiendo procederse a retirar el gato. Finalmente se procede al anclado mecánico de este extremo al hormigón, mediante tacos y tomillos. De esta forma se logra un tesado sobre Ia cimentación que compensa las tracciones que dan lugar a los fallos y desperfectos.

El producto conseguido por el procedimiento propuesto está constituido por una base que sostiene el fuste de un aerogenerador que después de sufrir un deterioro debido a las oscilaciones del fuste del aerogenerador queda reparada y reforzada mediante perforaciones en el hormigón hasta alcanzar Ia brida de acero inferior del fuste embebido en el hormigón y que también interesan las fisuras radiales de Ia cimentación. Inyectando resina de alta o media viscosidad con presiones de hasta 600 Kg/cm2, tapando las bocas de las perforaciones con obturadores provistos de llaves de bolas. Una vez consolidado el hormigón y después de realizar unos cálculos estructurales para determinar el valor de Ia fuerza de tesado necesaria en función de los movimientos detectados en el aerogenerador, geometría de Ia cimentación en el pedestal, virola y zapata y las cargas transmitidas por el aerogenerador a su cimiento se dimensiona una faja que rodea toda Ia base con el objeto de constreñir al macizo de hormigón para evitar que se abra, de medidas adecuadas, fabricado con pletina de acero o laminado de fibra de carbono, consiguiendo así un tesado sobre Ia cimentación que compensa las tracciones que dan lugar a los fallos y desperfectos. Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo, describen una realización preferida de Ia invención:

Figura 1.- Base de hormigón y fuste Figura 2.-Detalle de perforaciones y fisuras

Figura 3.- Faja exterior Figura 4.- Placas tensoras

En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados; 1.- Base del aerogenerador

2.- Fuste

3.- Perforaciones hasta Ia brida de acero 4.- Brida de acero interior del fuste 5.- Perforaciones hasta las fisuras 6.- Fisuras

7.- Obturadores 8.- Faja

9.- Primera placa de Ia faja 10.- Segunda placa de Ia faja 11.- Enganche para gato hidráulico

12.- Barras roscadas

Una realización preferida de Ia invención propuesta, se constituye a partir de las siguientes etapas: En una primera etapa se efectúa un análisis matemático de calculo basado en los principios de la elasticidad plana, que representa el comportamiento tensional de Ia cimentación cuando se Ie somete a las cargas y acciones de proyecto en función de los movimientos sufridos en Ia base (1) del aerogenerador provocados por las tensiones soportadas por el fuste (2), así mismo se analiza el estado del hormigón, las fisuras producidas (6) y Ia ubicación de éstas, Io que lleva a una valoración de los desperfectos. En una segunda etapa, una vez comprobado los desperfectos se realizan perforaciones (3) en el hormigón hasta alcanzar Ia brida de acero inferior (4) del fuste (2) embebido en el hormigón. También se realizan otras perforaciones (5) que interesan las fisuras radiales (6) de Ia cimentación. En una tercera etapa se colocan en el exterior de las perforaciones (3 y 5) se colocan unos obturadores (7) constituidos por tubos de acero que entran a presión en Ia perforación, en cuyo interior están acoplados unos manguitos de caucho, que mediante un juego de tuercas y arandelas originan, al apretar las tuercas, una expansión radial que cierran los taladros de forma hermética, finalizando su colocación mediante una llave de bola, por donde se procede a inyectar resinas de alta o media viscosidad a presiones de hasta 600 K/cm2, Esta inyección tiene por objeto rellenar todos los huecos, grietas y fisuras que se hayan producido, así como regenerar el hormigón fracturado. Durante este proceso de inyección se controlan los posibles movimientos del fuste (2) y de Ia virola del aerogenerador. Una vez consolidado el hormigón, en una cuarta etapa, se realizan unos cálculos estructurales para determinar el valor de Ia fuerza de tesado necesaria en función de los movimientos detectados en el aerogenerador, geometría de Ia cimentación en el pedestal, virola y zapata y las cargas transmitidas por el aerogenerador a su cimiento. Conocido el valor de las presiones necesarias a transmitir entre el zuncho activo (4) y el pedestal se dimensiona una faja (8) que rodea toda Ia base (1) con el objeto de constreñir al macizo de hormigón para evitar que se abra, como consecuencia de las tracciones que produce el movimiento del fuste (2) del aerogenerador, de medidas adecuadas, fabricado con pletina de acero, que tiene acoplada en un extremo, una primera placa (9) que se fija al hormigón, mediante adhesivo epoxi y anclaje mecánico y el otro extremo de Ia faja (8) acopla también una segunda placa (10), sin fijar al hormigón, que permite el desplazamiento y tesado del material. Ambas placas (9 y 10) están fabricadas en acero y cuentan con enganche para un gato hidráulico (11 ), el cual tira del extremo libre de Ia faja (8) hasta darle Ia tensión que recomiendan los cálculos. El gato tira de Ia segunda placa (10) con Ia fuerza obtenida de los cálculos, hasta llevarla a su sitio correcto. En ese momento, entre ambas placas se colocan unas barras roscadas de alta resistencia (12), pudiendo procederse a retirar el gato. Finalmente se procede al anclado mecánico de este extremo al hormigón, mediante tacos y tornillos. De esta forma se logra un tesado sobre Ia cimentación que compensa las tracciones que dan lugar a los fallos y desperfectos.