Análisis de fisuras en cimentaciones de aerogeneradores terrestres

• Autores: Enrique González Dueñas, Tomás Ripa Alonso
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 7-8
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Cracks analysis in onshore wind turbine foundations
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    Las cimentaciones de aerogeneradores terrestres están expuestas a cargas excéntricas y de marcado carácter dinámico. En los últimos años, con la erección de torres eólicas cada vez más altas, se han observado deterioros en algunos parques eólicos. Se aprecia una serie de fisuras en la dirección radial y circunferencial alrededor del mástil metálico embebido en la cimentación. Cuando estas fisuras se encuentran en su fase inicial, no comprometen la seguridad estructural de la torre. Sin embargo, el agua se hace camino a través de las pequeñas fisuras hasta llegar a la armadura. Esto, junto con las cargas dinámicas y los fenómenos de fatiga, puede llegar a comprometer el funcionamiento de la estructura.

    Los autores han identificado el origen y la naturaleza de estas fisuras a través de los patrones de fisuración observados in situ y ayudándose de un modelo de Elementos Finitos de la cimentación. Se han cuantificado los valores de las tensiones en la cimentación, que no superan la tensión de tracción del hormigón. Sin embargo, las fisuras terminan apareciendo debido a la repetición de ciclos de carga ante la carga de viento.

    A continuación se analiza el comportamiento estructural de la cimentación basado en las fisuras observadas in situ e interpretando el modelo de elementos finitos. Finalmente, se propone una metodología de reparación que se implementa en el modelo y verifica su comportamiento.

  • English

    Wind turbine foundations are loaded extremely eccentrically and the loading is usually highly dynamic. Over the last years, an observable fact is arising in some wind farms: a set of discrete and clearly visible radial and circumferential cracks appear at regular intervals around the embedded steel tower. Fortunately, if these cracks are detected at an early stage they do not reduce the structural integrity of the foundation. However, If water makes its way through the cracks it can reach the reinforcement, which in addition to dynamic loads and fatigue, can make the matters worse and compromise the serviceability of the structure.

    Based on the crack patterns recorded in the field and with the aid of a simulated finite element model using contact elements, the origin and nature of the cracks were identified. Furthermore, stresses in the foundation have been obtained in order to be controlled. These stresses do not exceed the ultimate strength of concrete but cracks finally appear due to cycle loading.

    In this paper, the structural behavior of the foundation is analyzed based on the cracks observed at the site and interpreting a FE model. Finally, a solution by post-stressing the concrete is proposed and implemented in the model. Tensile stresses that cause the cracks vanish with this solution, making the structure capable of fulfilling all functional requirements.