jose serna. inneo torres

EXPERIENCIAS EN EL USO DE TORRES EÓLICAS DE

HORMIGÓN

1POWEREXPO 09, ZARAGOZA

José SernaDirector Ingeniería.

ESTEYCO ENERGIA

1. Torres de hormigón: su origen y motivación

2. Torres metálicas: limitaciones y desventajas

3. Principales ventajas que ofrecen las torres de hormigón.

4. Principales retos en el desarrollo e industrialización de

EXPERIENCIAS EN EL USO DE TORRES EÓLICAS DE HORMIGÓN

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4. Principales retos en el desarrollo e industrialización de

soluciones de torres de hormigón

5. Experiencias en el uso de torres de hormigón

6. Las torres de Inneo.

7. Conclusiones

�� RESPUESTA A UNA NECESIDAD� +ALTURA�� +VELOCIDAD DE VIENTO ��

(+ENERGÍA)3

� TENDENCIA DEL MERCADO HACIA TORRES DE MAYOR ALTURA Y POTENCIA CUYOS REQUERIMIENTOS EXCEDEN LA APLICABILIDAD EFECIENTE DE LAS TORRES METÁLICAS TUBULARES CONVENCIONALES

�� RESPUESTA A UNA “PARADOJA”

1. TORRES DE HORMIGÓN: SU ORIGEN Y MOTIVACIÓN

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� EL HORMIGÓN ACOSTUMBRA A SER EL MATERIAL MÁS COMPETITIVO PARA TODA CLASE DE ESTRUCTURAS DE FUSTES ELEVADOS EN LAS QUE EL PESO PROPIO NO ES LA PRINCIPAL SOLICITACIÓN. EN ESTE SENTIDO LAS TORRES EÓLICAS SON UNA EXCEPCIÓN PARADÓJICA.

� Eficiencia dependiente del transporte de tubos completos: máximo diámetrolimitado por los gálibos del (Ø≤ 4.30 m pprox.). En consecuencia:

� Excesiva flexibilidad de la torre, muy cercana a los límites admisibles marcadospor el comportamiento dinámico y el riesgo de resonancia, en particular cuandose buscan turbinas mayores y más capaces y mayor altura de buje.

� Crecimiento acelerado del coste de la torre por altura de torre por encima de80m, con una pronunciada reducción en eficiencia económica.

� Alta sensibilidad a la deformabilidad del terreno como consecuencia de losvalores límite en la frecuencia natural de la torre: incrementos de coste delcimiento y riesgos asociados a la incierta deformabilidad del terreno..

2. TORRES METÁLICAS: Limtaciones y desventajas (1/2)

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cimiento y riesgos asociados a la incierta deformabilidad del terreno..

� Proceso de montaje condicionado por los fenómenos de desprendimiento devórtices. La torre completa no puede permanecer montada sin la nacelle.

� Diseño condicionado por la inestabilidad o abolladura de la chapa comprimida y no

rigidizada: reducida eficiencia estructural y comportamiento frágil (no dúctil),

particularmente desfavorable en zonas de riesgo sísmico.

� Juntas excéntricas delicadas, sensibles a la fatiga y con elevados requerimientos de

mantenimiento.

� Complejidad de la crítica y altamente solicitada conexión con el cimiento. Costosa y

fuente no inusual de patologías.

� Durabilidad muy dependiente del mantenimiento, en particular en ambiente marino

� Habituales dificultades en relación con la logística, el transporte y, a menudo, el

2. TORRES METÁLICAS: Limitaciones y desventajas (2/2)

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� Habituales dificultades en relación con la logística, el transporte y, a menudo, el

suministro.

�� COMPORTAMIENTO Y CAPACIDAD ESTRUCTURAL

• En la medida en que se basen en un sistema que permita libertad de geometrías,

permiten la optimización en el comportamiento dinámico y estructural

• Capacidad para alcanzar y soportar cualquier altura y tamaño de aerogenerador,

tanto on-shore como off-shore.

• Mayor amortiguamiento estructural. Poco sensible a la fatiga.

• Comportamiento dúctil (frente al comportamiento frágil de las torres metálicas

convencionales), particularmente relevante en zona sísmica.

3. PRINCIPALES VENTAJAS DE LAS TORRES DE HORMIGÓN

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convencionales), particularmente relevante en zona sísmica.

CONCRETE

STEEL

�� DURABILIDAD Y MANTENIMIENTO

• Libres de mantenimiento, en claro contraste

con las torres metálicas

• La pintura es una opción, no una necesidad

• Mayor durabilidad (>50 años),

particularmente en ambiente marino, y

favorecida en su caso por el empleo de


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favorecida en su caso por el empleo de

hormigones de alta resistencia.

• Resistencia al fuego mejorada. Tolerancia

frente a daños por impactos o situaciones

accidentales; facilidad y economía de

reparación.

�� ECONOMÍA, SENCILLEZ Y FIABILIDAD DE LA CIMENTACIÓN.

• Mayor peso estabilizador de la torre → Menor peso necesario para la cimentación por

gravedad → Menor volumen de hormigón

• Mayor diámetro en la base →Menor vuelo de la zapata →Menores esfuerzos en la losa

de zapata → Menores cuantías de armadura.

• Mayor rigidez de la torre → Menores exigencias de rigidez sobre la cimentación →Menor

tamaño del cimiento en suelos blandos, donde la rigidez dinñamica del cimiento suele

gobernar el diseño / mayores posibilidades de evitar cimentaciones profundas.

• Si están bien concebidas, las conexiones torre-cimiento pueden ser más sencillas, baratas y


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• Si están bien concebidas, las conexiones torre-cimiento pueden ser más sencillas, baratas y

fiables.

Steel: 40Tn

Concrete: 200Tn

�� MEDIOAMBIENTALES

• Menores emisiones de CO2 (hasta en un 40%)

• Reducción de las emisiones de ruido mecánico al minimizar el efecto de retumbe en la torre.

• Favorables cualidades visuales: geometrías suaves y acabados de calidad

• Material de la torre reciclable.


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• Material de la torre reciclable.

• Mejores posibilidades de integración en el paisaje, en la medida en que turbinas mayores permiten reducir su número para una determinada potencia instalada.

vs.

�� FUNCIONALIDAD

• Mucho mayor tamaño interior y de la

puerta de acceso, facilitando la instalación

de los equipos internos y operaciones de

mantenimiento / reparación o

substitución.

• Simplicidad para la conexión de elementos

internos a la pared de la torre: flexibilidad


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internos a la pared de la torre: flexibilidad

para contener cualquier configuración de

los equipamientos internos.

• Mejora de las condiciones de trabajo en el

interior de la torre: mejor aislamiento,

menor ruido, mayor seguridad ante el

impacto de un rayo.

�� VELOCIDAD Y ECONOMÍA DE MONTAJE

4. PRINCIPALES RETOS EN EL DESARROLLO DE TORRES DE HORMIGÓN

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�� FIABILIDAD TÉCNICA HOMOLOGACIÓN / CERTIFICACIÓN

�� TORRES IN-SITU CON ENCOFRADOS TREPANTES O DESLIZANTES

5. EXPERIENCIAS EN EL USO DE TORRES EÓLICAS DE HORMIGÓN

• Nibe, Dinamarca 1977.

• Aprovecha plenamente las ventajas que ofrece el hormigón.

• Prolongados plazos de ejecución: inviable como solución industrial para un elevado número de torres.

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�� TORRES CON PEDESTALES DE HORMIGÓN IN-SITU


• Permiten prolongar la aplicabilidad de las torres metálicas hacia alturas moderadamente incrementadas.

• No permiten aprovechar plenamente las ventajas que ofrece el hormigón, conservando los inconvenientes de las torres metálicas: mantenimiento, falta de ductilidad, valores límite de la frecuencia natural.

• Delicada y compleja conexión hormigón-acero.

• El pedestal de hormigón in-situ es un elemento costoso y sigue involucrando plazos dilatados, penalizando decisivamente su aplicación como solución industrializada para alto número de torres

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como solución industrializada para alto número de torres

�� TORRES PREFABRICADAS HÍBRIDAS


• Aprovechan la tecnología actual, pero de nuevo conservan sus inconvenientes, dejando de aprovechar las ventajas del hormigón como material durable, dúctil y libre de mantenimiento.

• Pretensado en campo: complejidad de ejecución y aumento de plazos

• Dependen de la logística y suministro de ambas tecnologías.

• No ventajosas económicamente.

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• No ventajosas económicamente.

�� TORRES PREFABRICADAS DE HORMIGÓN


• Dos soluciones a nivel mundial: Enercon con anillos cortos, Inneo Torres con dovelas.

• Las únicas que actualmente presentan una tecnología probada e industrializada

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6. LAS TORRES DE INNEO TORRES

�La torre se divide en tramos tubulares de 20m

�Cada tramo se subdivide en sectores o tejas ajustadas a los requerimientos del transporte, evitando que éstos puedan condicionar la geometría de la torre.

�En el emplazamiento,

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�En el emplazamiento, las piezas se premontan, formando tubos verticales acopiados. Esta fase involucra sólo grúas menores.

�En segunda fase, la grúa de gran tonelaje que montará la nacelle monta los sucesivos tramos, completando la torre en una sencilla y rápida operación de 1 día.

• Inneo Torres ha desarrollado una fábrica móvil provisional

puede instalarse próxima al emplazamiento, con una capacidad

adaptable a las necesidades de cada proyecto..

•Gran simplificación y eficiencia para la logística, e importantes

ahorros en transporte.

•La tecnología asociada a la prefabricación, suministros y

personal son de bajo coste y disponibles a nivel mundial. Con una

tecnología de moldes transportables adecuadamente concebidas

�� FABRICACIÓN. POSIBILIDAD DE EMPLEAR FÁBRICAS MÓVILES O DE CAMPAÑA


Concrete Mix Plant

Reinforced Steel

Facilities

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tecnología de moldes transportables adecuadamente concebidas

esto resulta en una inversión moderada para la instalación de la

fábrica, que es amortizable a partir de un número de entre 12 y

15 torres.

•La generación de empleo y uso de materias primas locales se

convierten en valores para el promotor.

Mix Plant

�� Premontaje • Involucra sólo de grúas pequeñas/ Ritmos de premontaje de al menos 2 torres por semana / El equipo de premontaje trabaja 1-2 semanas por delante del montaje.


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��

Montaje


•Una grúa de gran tonelaje se emplea en una sencilla operación de 1 día / como norma, el tamaño de la grúa es no superior al de la grúa necesaria en cualquier caso para el montaje de la nacelle

•Sistema patentado y certificado de juntas que evita la necesidad de pretensado en el campo, posibilitando operaciones muy rápidas y sencillas / como consecuencia ritmos de montaje de 2-3 torres por semana, análogos a los de las torres metálicas /Autoestable

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MODULAR TOWER STRUCTURE

for Wind Turbines:

6. PATENTES Y MODELOS DE UTILIDAD INTERNACIONALES

ASSEMBLY Structure and

SPAINCANADAMEXICOUSAAUSTRALIACHINAEUROPEAN PATENTCHILEGERMANY

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ASSEMBLY Structure and Procedure for Towers used in Wind Turbines

Improved JOINTS Structure for Towers used in Wind Turbines

Improved MOULDS for Precast Concrete Elements for Towers used in Wind Turbines

SPAINCANADAMEXICOUSAAUSTRALIACHINAEUROPEAN PATENT

6. LAS TORRES DE INNEO: TRACK RECORD

Location Wind Farm WTG model Tower model Number of towers

Year Status

Tafalla (Navarra) AIBAR AWP 1.5 Mw INNEO 80m/1.5Mw

1 2006 In service

Cerro blanco (Albacete)

CERROBLANCO AWP 1.5 Mw INNEO 80m/1.5Mw

7 2007 In service

Ayora (Valencia) LOSILLA AWP 1.5 Mw INNEO 80m/1.5Mw

16 2008 In service

Enguera (Valencia)

BOIRA AWP 1.5 Mw INNEO 80m/1.5Mw

23 2008 In service

Tafalla (Navarra) PEÑABLANCA AWP 3.0 Mw INNEO 100m/3Mw

1 2008 In service

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100m/3MwEnguera

(Valencia)BENALAZ - I AWP 1.5 Mw INNEO

80m/1.5Mw23 2Q 2009 Erected

Enguera (Valencia)

BENALAZ - II AWP 1.5 Mw INNEO 80m/1.5Mw

11 2Q 2009 Under construction

Undefined AWP 3.0 Mw INNEO 100m/3Mw

3 3Q 2009 Stored

Unzué(Navarra)

ALAIZ AWP 1.5 Mw INNEO 100m/1.5Mw

3 3Q 2009 Stored

• Más de 1200 dovelas fabricadas

6. LAS TORRES DE INNEO: TRACK RECORD

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9. CONCLUSIONES

� Las torres de hormigón pueden ser una solución ventajosa, capaz de salvar laslimitaciones de las actuales torres metálicas para alcanzar mayores alturas ysoportar turbinas de mayor potencia.

� Pueden ofrecer además ventajas desde el punto de vista de los costes de

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� Pueden ofrecer además ventajas desde el punto de vista de los costes deoperación y mantenimiento, la durabilidad, así como beneficios funcionales ymedioambientales.

� Más allá de la fiabilidad técnica y certificación, su principal reto consiste enpoder alcanzar ritmos de puesta en servicio de torres análogos a los de lasactuales torres metálicas, para poder aspirar a convertirse en solucionesindustrializables y aplicables a gran escala.

� Inneo Torres ha situado ya en el mercado un modelo de torre, certificado,probado e industrialmente desarrollado, capaz de llevar prácticamentecualquier torre a cualquier altura con ritmos de montaje de 2 torres a lasemana.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

jose serna. inneo torres

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