Introducción
La industria energética es esencial para el desarrollo económico del país, ya que alimenta los diversos sectores de la economía. Para satisfacer el constante aumento de la demanda de energía, se necesita una gran infraestructura que incluye diversos tipos de fuentes de generación de energía, como hidroeléctricas, térmicas, nucleares, parques eólicos, entre otros, así como sistemas de transmisión y distribución. Dada su importancia económica, es esencial que las estructuras que componen los numerosos segmentos de la industria energética sean diseñadas, ejecutadas y evaluadas por profesionales cualificados. Además, el cuidado y mantenimiento adecuados de estos activos es esencial.
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Un cliente detectó grietas en los cimientos de hormigón armado de los aerogeneradores de un parque eólico. El principal reto en este tipo de situaciones es identificar las causas de las grietas. Las grietas en elementos de hormigón armado pueden tener su origen en diversos factores, algunos de ellos autógenos y otros externos, que pueden ser el resultado de tensiones de diseño imprevistas, por ejemplo.
A Kot Engenharia foi contratada para investigar a causa das fissuras nas fundações e determinar as ações requeridas para recuperação estrutural, de modo que a estrutura opere em conformidade com os requisitos normativos de desempenho estrutural. É possível visualizar a seguir, no Vídeo 1, os resultados obtidos por meio do escaneamento 3D de uma dessas bases.
Vídeo 1: Grieta en la base de un aerogenerador - FUENTE: Kot Collection.
Servicios prestados
La investigación de las grietas en los cimientos implicó una inspección sobre el terreno y cálculos de ingeniería, con el fin de determinar los aspectos ejecutivos y de diseño que podrían provocar grietas en las piezas de hormigón armado.
Figura 1: Servicios prestados - FUENTE: Kot Collection.
Se han establecido diversos factores que influyen en la aparición de grietas en el hormigón, que pueden dividirse en dos grupos:
- Factores que favorecen la aparición de grietas de retracción;
- Factores que favorecen la aparición de grietas mecánicas.
Figura 2: Factores agravantes del agrietamiento - FUENTE: Kot Collection.
Pruebas sobre el terreno
Los ensayos no destructivos permitieron verificar los factores relacionados con la calidad de las cimentaciones que influían en la aparición de grietas. Esta etapa es de gran importancia para las investigaciones de fallos, ya que permite identificar aspectos que no pueden evaluarse analizando el diseño estructural de las piezas.
A Kot Engenharia realizou ensaio de tomografia ultrassônica de modo a identificar possíveis descontinuidades no concreto, bem como verificar as dimensões das barras de armadura (rebars). De forma complementar, foi realizado ensaio de pacometria para determinar a posição das armaduras e posteriormente confrontá-las com os resultados de imagem de tomografia.
Figura 3: Tomografía ultrasónica en hormigón - FUENTE: Colección Kot.
Análisis estructural de los cimientos
Las cimentaciones se comprobaron mediante modelos analíticos y numéricos, con el fin de evaluar el diseño y el dimensionamiento de la estructura en relación con las tensiones existentes y, de este modo, identificar las disconformidades de diseño, si las hubiera.
Figura 4: Modelos de análisis - FUENTE: Colección Kot.
Para analizar la región de anclaje de la estructura del aerogenerador con la base de hormigón armado se utilizó un modelo tridimensional basado en el método de los elementos finitos (MEF) (figura 5).
Figura 5: Modelo informático de elementos finitos de los cimientos de un aerogenerador - FUENTE: Colección Kot.
Los modelos analíticos y numéricos permitieron identificar las tensiones que actúan sobre el hormigón armado, determinando así el riesgo de fallo del componente.
Consideraciones finales
Aplicando las técnicas de campo y numéricas disponibles, fue posible determinar las causas de las grietas, que tienen dos orígenes distintos: grietas causadas por la retracción del hormigón y grietas de origen mecánico. Los ensayos no destructivos en las cimentaciones de hormigón fueron fundamentales para verificar el cumplimiento del diseño, además de permitir la identificación de discontinuidades de origen constructivo en las piezas.
Las grietas de origen mecánico se caracterizan por aberturas mayores y se asocian a un deterioro de la capacidad resistente de la estructura de hormigón, que puede estar relacionado, entre otros factores, con el diseño estructural. A partir de los resultados de los modelos de análisis, fue posible identificar grietas de origen mecánico, que son compatibles con las fuerzas que actúan sobre los elementos de cimentación de los aerogeneradores.
A avaliação de estruturas de concreto armado não convencionais, como é o caso das fundações dos aerogeradores, exige uma equipe de profissionais com experiência em inspeção, modelagem e análise estrutural. A Kot possui um time de profissionais qualificados em análises não convencionais, prontos para fornecer soluções confiáveis e sob demanda de engenharia. Consulte nossa equipe para mais informações!
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