La ubicación de los parques eólicos determina cimientos de sus aerogeneradores - World Energy Trade

La ubicación de los parques eólicos determina cimientos de sus aerogeneradores

La forma como se sujeta al suelo la torre es clave para todo su proceso de funcionamiento y durabilidad en el tiempo.

Energía Eólica
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Un aerogenerador no es más que un convertidor de energía, que se utiliza en la mayoría de los casos en los parques eólicos para la transformación de la energía eólica en energía limpia utilizable por el hombre.  

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Y es que un aerogenerador eléctrico funciona como convertidor de forma mecánica, con una hélice que transforma el viento en energía eléctrica acompañado por un alternador (generador de corriente eléctrica alterna que puede ser asíncrono o de inducción) sus predecesores fueron los molinos de vientos con los cuales se lograba sacar agua de los pozos hace muchos años. 

Los aerogeneradores y sus componentes han sido diseñados para durar al menos 20 años, lo que representa unas 120,000 horas de funcionamiento bajo condiciones climáticas adversas. Las torres donde son colocados algunos de ellos conocidas como “offshore” porque se localizan dentro del mar, pero en zonas muy cercanas a la costa. 

Y es que la energía eólica offshore ha crecido ante la necesidad de la producción eólica en espacios rentables, donde la velocidad del viento sea superior a la terrestre, por lo que en muchos casos se habla 1m/s superior a ella porque en las costas no se presenta resistencia al no existir la rugosidad de la superficie del interior: De allí que los especialistas hablan de una velocidad del viento superior entre un 30 y 50% de la que existe en los parques convencionales.

Cimentación

Para llevar adelante la cimentación de dichas torres deben tomarse en cuenta algunos factores determinantes, pero principalmente debe tenerse un conocimiento amplio y detallado a nivel geotécnico y geofísico del suelo y subsuelo marino donde se ubicarán, por lo que antes de su proyección y construcción deben llevarse adelante avanzados procesos de investigación. 

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Por ello, la forma como se sujeta al suelo la torre es clave para todo su proceso de funcionamiento y durabilidad en el tiempo. De allí la importancia del proceso de cimentación, y el tipo de que se usará dependerá de la ubicación del aerogenerador y las condiciones del terreno. La cimentación supone aproximadamente el 6,5% del coste total para proyectos onshore y el 34% para proyectos offshore, lo que justifica una optimización de este tipo de estructuras (Horgan, 2013, según la European Wind Energy Assocation (2013). 

“El diseño geotécnico de cimentaciones para aerogeneradores offshore, asì como el comportamiento de este tipo de estructuras es de alta complejidad debido a la peculiaridad de las cargas a las que la estructura está sometida. Las tormentas, los tifones y los terremotos provocan cargas cíclicas complejas sobre la estructura y éstas son transmitidas por la subestructura a la cimentación, que está en contacto directo con el subsuelo marino. Generalmente el tipo de cimentación es elegido tras una serie de fases de estudios preliminares y de concepto en las que el subsuelo marino y la profundidad del mar tienen gran importancia” según el sitio web prontubeam. 

Diseños comunes de estructuras eólicas marinas fijas y flotantes (Fuente: www.aquaret.com ). De izquierda a derecha: monopila conducida; torre de chaqueta de acero; plataforma de pierna de tensión; boya de mástil; semisumergible

Figura 1. Diseños comunes de estructuras eólicas marinas fijas y flotantes (Fuente: www.aquaret.com ). De izquierda a derecha: monopila conducida; torre de chaqueta de acero; plataforma de pierna de tensión; boya de mástil; semisumergible

La industria utiliza diversidad de cimientos en la actualidad pero los más frecuentes son: los macro pilotes, las cubetas de succión y los cimientos de gravedad, estos últimos son aquellos donde la mayor parte del esfuerzo es transmitido y debe ser resistido por la base, siendo frecuente su uso en terrenos competentes para resistir grandes cargas de compresión. 

Los macro pilotes transmiten la carga de forma horizontal al terreno en un movimiento lateral, mientras que las cubetas de succión son usadas en lechos marinos suaves o arenosos. Allí los cimientos son bajados al lecho marino, se succiona el agua fuera de la cubeta invertida por medio de una serie de válvulas de salida. 

 

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